 |
GAMBAR 2.1. Struktur membran
berdasarkan fluid mozaic model. Pada
Gambar terlihat 2 lapisan lipida
dengan bagian kepala yang bersifat
hidrofilik berada pada permukaan dan
bagian ekor yang bersifat hidrofobik
berada pada bagian internal. Bulatan
besar yang tampak menempel atau
terbenam di beberapa posisi adalah
molekul protein.
|
Struktur Dan Senyawa Penyusun Membran
Pengamatan dengan menggunakan mikroskop
elektron menunjukkan bahwa kebanyakan membran biologis adalah sama, terlepas
dari di mana membran itu ditemukan pada sel. Umumnya membran mempunyai
ketebalan antara 7,5 nm sampai 10,0 nm. Senyawa utama penyusun membran adalah
protein dan lipida. Protein mencapai setengah sampai 2/3 dari total berat
kering membran. Dengan mikroskop elektron dapat terlihat benjolan-benjolan pada
membran, di mana benjolan ini merupakan molekul protein penyusun membran
tersebut.
Jenis dan proporsi molekul protein dan
lipida yang terkandung pada membran akan beragam tergantung jenis membran dan
kondisi fisiologis dari sel yang bersangkutan. Perbedaan ini dapat dilihat
antara membran plasma, tonoplas, retikulum endoplasma, diktiosom, kloroplas,
inti sel, mitokondria, peroksisom, dan glioksisom. Komposisi protein dan lipida
pada membran juga berbeda antara species yang satu dengan species yang lain.
Walaupun demikian jenis lipida yang umum dijumpai adalah fosfolipida,
glikolipida, dan sterol.
Empat jenis fosfolipida Yang paling sering
dijumpai adalah fosfatidil kholin, fosfatidil etanolamin, fosfatidil gliserol,
dan fosfatidilinosito. Dua jenis glikolipida yang paling banyak dijumpai
adalah monogalaktosildigliserida (yang mengandung 1molekul galaktosa)
dan digalaktosildigliserida (mengandung 2 molekul galaktosa).
Glikolipida terutama ditemukan pada membran kloroplas, di mana fosfolipida
jarang dijumpai.
Struktur dan lipida-lipida tersebut
memiliki karakteristik yang khas, yakni lipida tersebut memiliki gliserol
dengan 3 atom karbon sebagai tulang punggung. Pada 2 dari 3 atom karbon
tersebut akan teresterifikasi asam-asam lemak dengan 16 atau 18 atom karbon.
Asam-asam lemak ini bersifat hidrofobik (menjauhi air, sedangkan gliserol
dengan atom-atom oksigennya lebih bersifat hidrofilik (menarik air), karena
oksigen dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Pada atom karbon
gliserol yang tidak rnengikat asam lemak akan berasosiasi dengan molekul lain
yang bersifat hidrofilik, karena molekul yang terikat tersebut bermuatan
listrik atau mengandung banyak atom oksigen. Suatu molekul yang memiliki bagian
hidrofilik dan hidrofobik yang tegas seperti ini disebut sebagai molekul
amfipailk (aniphipalhic molecule).
Pada semua membran, bagian lipida yang
bersifat hidrofilik akan terikat pada molekul-molekul air dan berada pada
permukaan kedua sisi membran, sedangkan bagian asam lemak akan terdorong ke
bagian internal dari membran. Asam-asam lemak pada bagian internal membran akan
saling tarik-menarik oleh tenaga penarik Waals (Waals attractive force).
Hal ini yang menyebabkan membran tersusun dari 2 lapisan lipida.
Sterol terdiri dari rantai panjang yang
kaya akan karbon dan hidrogen, sehingga bersifat hidrofobik dan bagian kecil
yang bersifat hidrofilik berupa gugus hidroksil. Seperfirna dari lipida pada
membran plasma dan tonoplas adalah sterol. Fungsi utama sterol adalah untuk
menjaga stabilitas bagian internal membran.
Protein pada membran dapat dibedakan
menjadi 3 tipe, yakni: (1) protein katalitik (enzim), (2) protein pembawa atau
pengangkut (carrier), dan (3) protein strukturan. Protein kataliik pada membran
kebanyakan adalah enzim yang memacu hidrolisis ATP menjadi ADP dan H2 PO3,
Enzim ini disebut ATPase. Semua membran biologis akan mengandung paling
tidak satu jenis ATPase. Selain ATPase pada membran dapat pula ditemukan
berbagai jenis protein lainnya. Protein pembawa pada membran bergabung (atau
dengan suatu cara lain) untuk mengangkut berbagai ion atau molekul menembus
membran. Beberapa jenis protein pada membran tidak mempunyai aktivitas
enzimatik dan tidak berfungsi sebagai pengangkut ion atau molekul. Jenis
protein yang demkian disebut sebagai protein struktural.
Komponen membran esensial lainnya adalah
Ca2+, di mana tanpa ion ini membran akan kehilangan kemampuannya
untuk mengangkut bahan-bahan terlarut ke dalain sitoplasma atau organel-organel
sel. Tanpa kehadiran ion kalsium ini membran akan menjadi "bocor", di
mana bahan-bahan yang sudah diangkut ke dalam sitoplasma atau organel akan
dapat merembes keluar. Fungsi kalsium pada membran belum dipahami sepenuhnya,
tetapi diperkirakan berperan mengikat bagian hidrofilik fosfolipida satu sama
lain dengan gugusan dari molekul protein yang bermuatan negatif pada permukaan
membran. Salah satu model struktur membran diusulkan oleh S.J. Singer dan G.N.
Nicholson tahun 1972, yang kemudian dikenal dengan fluid mozaic
model (Lihat Gambar 2.1). Model ini banyak mendapat dukungan dari
ahli-ahli fisiologi tumbuhan lainnya.
Pada Model Singer dan Nicholson tersebut
terlihat bahwa molekul-molekul protein seolah menempel atau menyisip pada. 2
lapisan lipida penyusun utama membran. Beberapa protein atau bagian melekul
protein yang bersifat hidrofobik (yakni bagian yang mengandung asam amino
hidrofobik) akan menyusup ke bagian internal membran. Selain itu ada pula
molekul protein yang menembus kedua lapisan lipida tersebut.
Berdasarkan kekuatan ikatannya, maka
protein pada membran dibedakan atas 2 tipe, yakni protein integral dan protein
periferal. Protein integral merupakan protein yang terikat kuat pada membran,
hanya dapat dipisahkan jika ikatan-ikatan hidrogen antara masing-masing
komponen membran telah terputus. Protein periferal tidak terikat kuat pada
membran dan berada pada permukaan membran. Perbedaan tipe dan posisi dari
protein yang terikat pada membran merupakan faktor yang menyebabkan perbedaan
sifat permukaan membran yang bersangkutan.
Selanjutnya : Fungsi Membran
Selanjutnya : Fungsi Membran
Pustaka : Lakitan, Benyamin. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan/Benyamin Lakitan - Ed. 1-12 - Jakarta : Rajawali Pers, 2013