NAMA : SITI HARDIYANTI BAHARUDDIN
NO.STB :
110.212.0157
Fakultas Kedokteran
Universitas Muslim
Indonesia
TUGAS BIOLOGI SEL
1. Sejarah
tentang teori membran sel !
Jawab
:
Untuk
menggambarkan tentang membran sel dan memudahkan dalam mempelajarinya juga
penjelasannya.Para ilmuwan mengalami perkembangan dalam membuat model untuk
menggambarkan bagaimana sebenarnya membran sel itu.
Banyak
ilmuwan yang telah mengusulkan model membran sel, namun model membran sel yang
diakui saat ini adalah model membran menurut Singer dan Nikolson (model membran
mosaik cair). Model membran yang diusulkannya merupakan penyempurnaan dari
berbagai model membran yang telah diusulkan oleh para ilmuwan sebelumnya.
Berikut merupakan berbagai model membran yang pernah diusulkan oleh para
ilmuwan.
Beberapa Model Membran Sel
yang dikemukakan oleh Para Ahli yaitu :
1) Model Membran Menurut Charles
Overton (1895)
Senyawa hidrofobik masuk ke dalam sel lebih cepat daripada
senyawa hidrofilik. Pada bagian sebelah luar sel terdapat senyawa hidrofobik
yang mudah larut. Overton menduga bahwa lapisan tersebut terdiri atas
kolesterol, lesitin dan minyak lemak. Oleh karena itu, berdasarkan
pengamatannya ia mempostulatkan bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel
jauh lebih cepat daripada zat yang tidak larut dalam lipid.
Sedangkan Langmuir menemukan bahwa bila suatu lipida yang
terdiri dari molekul yang memiliki bagian polar (hidrofilik) dan non-polar
(hidrofobik) diteteskan pada air, maka lipida tersebut meluas membentuk lapisan
monomolekul. Bagian hidrofilik setiap molekul mengarah ke air, sedangkan bagian
hidrofobiknya menjauhi air.
Menurut Plowe, lapisan luar protoplasma pada sel tumbuhan
adalah suatu lapisan elastik yang berbeda dari bagian lain dari sitoplasma dan
disebut plasmalemma atau membrane plasma. Menurut Plowe, membrane plasma adalah
suatu satuan fisik yang mempunyai suatu organisasi molekul yang memisahkan
membrane plasma dari bagian lain sel.
2) Model Membran Menurut
Gorter dan Grendel (1925)
Memperkenalkan konsep bahwa
membran sel dibentuk oleh molekul lipid bilayer. Ujung polar molekul lipid pada
satu lapisan mengarah ke luar, sedangkan ujung polar lipid pada lapisan yang
lain mengarah kea rah dalam atau sitoplasma.
3) Model
membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey (1933)
J.F
Danielli dan E.N. Harvey pada tahun 1933 mengusulkan bahwa membran plasma
terdiri atas dua fase yaitu fase cair dan fase minyak. Bagian lipid yang
hidrofobik mengarah ke fase cair. Protein terhidrasi bekerja sebagai suatu
buffer diantara kepala lipid yang hidrofilik dan fase cair.
4) Model
membran menurut Danielli dan Davson (1954)
Membran plasma terdiri
dari dua lapisan lipidaprotein. Molekul lipid amfifatik mengarah dengan daerah
hidrofobik ke arah fase minyak dan permukaan lain mengarah ke daerah eksternal.
Protein terhidrasi berperan sebagai suatu buffer pelapis antara kepala lipid
yang hidrofilik dan fase cair.
5) Model membran menurut Robertson (1957)
Membran plasma merupakan
struktur berlapis tiga yang terdiri dari dua lapisan terluar yang padat yang
etrdiri atas protein dengan tebal masing-masing 2,0 nm dan lapisan yang tengah
berupa lipid dengan tebal 3,5 nm. Jadi tebal membran keseluruhan adalah 7,5 nm.
Ketiga lapisan membran tersebut disebut Unit Membran. Protein pada kedua
permukaan bilayer lipid memiliki konfirmasi memanjang tetapi asimetris. Model
membrane Robertson tidak dapat menerangkan sifat-sifat permeabilitas dan
transport zat melintasi membran.
6) Model Membran Menurut
Singer dan Nikolson (1972)
Menurut Singer dan Nikolson, membran sel memiliki ketebalan
berkisar 8,5 nm. Membran plasma terdiri dari :
Ø Lapisan
lipid bilayer yang dikelilingi oleh protein globular. Protein globular ada yang
tertanam pada matriks membrane dan ada yang terikat pada polar lipida.
Ø Protein
membran, berada dalam keadaan tersebar bukan sebagai suatu lapisan yang
berkesinambungan.
Ø Protein
yang terikat pada permukaan polar lipid disebut protein perifer atau protein
ekstrinsik. Sedangkan protein yang tertanam pada matriks atau menembus lapisan
lipid disebut protein integral atau protein intrinsik.
Ø Protein
perifer dan integral yang berkaitan dengan molekul gula disebut glikoprotein
sedangkan molekul lipid yang berikatan dengan gula disebut glikolipid.
(Sumber
:http://whanday.blogspot.com/2011/11/sejarah-perkembangan-membran-sel.html
2. Yang termasuk Asam Amino polar dan
nonpolar !
Jawab
:
Gugus
karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa.
Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan
basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino
mampu menjadi zwitter-ion.
Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah
satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.
Struktur Asam Amino
Asam amino yang bersifat hidrofobik :
— ALANIN, ISOLEUSIN, LEUSIN, METIONIN, FENILALANIN,
PROLIN, —TRIPTOFAN, TIROSIN dan VALIN.
Asam amino yang bersifat hidrofilik :
ARGININ,
ASPARGIN, ASAM ASPARTAT, SISTEIN, ASAM GLUTAMAT, GLUTAMIN, GLISIN, HISTIDIN, LISIN, SERIN dan TREONIN.
Asam
Amino diklasifikasikan berdasarkan gugus R (rantai samping). Biasanya
sifat-sifat seperti: hidrofobik/hidrofilik, polar/non polar, ada/tidaknya gugus
terionisasi.
a.
Asam Amino Polar
Ø Memiliki
gugus R yang tidak bermuatan
Ø Serin , threonin, sistein, metionin, asparagin, glutamin
Ø Bersifat
hidrofilik à
mudah larut dalam air
Ø Cenderung terdapat di bagian luar protein
Ø Sistein berbeda dgn yg lain, karena gugus R terionisasi
pada pH tinggi (pH = 8.3) sehingga dapat mengalami oksidasi dengan sistein
membentuk ikatan disulfide.
Ø (-S-S-)
à
sistin (tidak temasuk dalam asam amino standar karena selalu terjadi dari 2 buah
molekul sistein dan tidak dikode oleh DNA).
b.
Asam Amino Nonpolar
Ø
Memiliki
gugus R alifatik
Ø
Glisin, alanin,
valin, leusin, isoleusin dan prolin
Ø
Bersifat
hidrofobik. Semakin hidrofobik suatu asam amino seperti Isoleusin à biasa terdapat di bagian dlm protein.
Ø
Umum terdapat pada protein yang
berinteraksi dengan lipid
(Sumber : jomet.files.wordpress.com/2011/06/asam-amino-dan-peptida.ppt
http://rgmaisyah.wordpress.com/2008/10/31/asam-amino/)
3. Stabilisasi membrane sel oleh
kolesterol !
Jawab
:
Kolesterol
merupakan salah satu jenis lemak yang diproduksi oleh hati dan sangat
diperlukan oleh tubuh.Tetapi kolesterol berlebih akan menimbulkan masalah,
terutama pada pembuluh darah jantung dan otak.Setiap orang memiliki kolesterol
di dalam darahnya, di mana 50% diproduksi oleh tubuh sendiri dan 50% berasal
dari makanan. Kolesterol yang diproduksi terdiri atas 2 jenis yaitu kolesterol
HDL dan kolesterol LDL.
Dari hati,
kolesterol diangkut oleh lipoprotein yang bernama LDL (Low Density Lipoprotein)
untuk dibawa ke sel-sel tubuh yang memerlukan, termasuk ke sel otot jantung,
otak dan lain-lain agar dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Kolesterol LDL
diperlukan dalam pemeliharaan membran plasma. Ketika LDL melalui pembuluh
arteri sebagian kolesterol ditimbun di dinding arteri. Kelebihan kolesterol
yang tertimbun di dinding artikel diangkut kembali oleh lipoprotein yang
disebut HDL (High Density Lipoprotein) untuk dibawa kembali ke hati yang
selanjutnya akan diuraikan lalu dibuang ke dalam kandung empedu sebagai asam
empedu.
Kolesterol
ditemukan dalam setiap sel tubuh Anda. Hal ini terutama melimpah di membran
sel-sel ini, di mana ia membantu menjaga integritas membran ini, dan memainkan
peran dalam memfasilitasi sel sinyal – yang berarti kemampuan sel Anda untuk
berkomunikasi dengan satu sama lain sehingga Anda berfungsi sebagai manusia,
bukan dari tumpukan sel. Kolesterol juga hadir dalam membran organel di dalam
sel, meskipun biasanya membuat sebuah proporsi yang lebih kecil dari membran.
Sebagai contoh, mitokondria, yang disebut “kekuatan-rumah” dari sel, hanya
berisi tiga kolesterol persen oleh massa, dan retikulum endoplasma, yang
terlibat dalam membuat dan memodifikasi protein, adalah enam persen kolesterol
oleh massa.
Kolesterol menjaga integritas membrane sel
Setiap sel dkelilingi oleh membran
yang disebut membran plasma.
Membran plasma adalah suatu lapisan ganda fosfolipid yang berkesinambungan dan
dengan kolesterol dan protein. Fosfolipid
terdiri dari dua asam lemak yang melekat pada suatu senyawa fosfat sebagai
kepala. Kepala fosfat larut dalam air disebut juga “hidrofilik”, dan asam
lemak yang tak larut dalam air a atau “hidrofobik” (takut air). Karena di luar
sel adalah mengandung air, atau lingkungan air, dan di dalam sel juga berair,
kepala fosfat dari fosfolipid dhadapkan kepada baik di dalam sel dan lingkungan
di luar sel, sementara asam lemak dihadapkan pada bagian dalam membran. Membran
adalah cairan, dan selalu bergerak. Ia memiliki konsistensi yang sama
sebagai minyak zaitun.
Kolesterol
adalah molekul amphipathic,
artinya seperti fosfolipid, yang berisi bagian hidrofilik dan bagian hidrofobik.
Kolesterol’s hidroksil (OH) kelompok sejalan dengan kepala fosfat dari
fosfolipid. Bagian yang tersisa itu melipat ke bagian asam lemak membran.
Karena cara kolesterol dbentuk, bagian dari cincin steroid (empat cincin
hidrokarbo di antara kelompok hidroksil dan ekor hidrokarbon) adalah erat
tertarik ke bagian dari rantai asam lemak pada fosfolipid terdekat. Ini membuat
permukaan luar membran tidak bergerak dan membuatnya kurang larut dalam molekul
yang sangat kecil yang larut dalam air yang membuat membrane bisa dilewati
lebih mudah. Tanpa kolesterol, membran sel akan terlalu cair, tidak cukup kuat,
dan terlalu permeabel terhadap beberapa molekul.
Kolesterol
Membantu Menjaga fluiditas Membran sel
Sementara
kolesterol menambah ketegasan dan integritas pada membran plasma dan mencegah
dari menjadi terlalu cair, juga membantu mempertahankan fluiditas nya. Pada konsentrasi
tinggi ditemukan pada plasma membran sel kita (hampir 50 persen, molekul untuk
molekul). Kolesterol membantu memisahkan fosfolipid sehingga rantai asam lemak
tidak bisa datang bersama-sama dan mengkristal. Oleh karena itu, kolesterol
membantu mencegah ekstrim – apakah terlalu cair, atau terlalu kaku – dalam
konsistensi dari membran sel.
Kolesterol
Membantu Protein Penting Aman di Membran
Membran
plasma mengandung banyak protein yang melakukan fungsi penting seperti
penyaluran atau memompa zat masuk dan keluar dari sel, melekat sel lain,
membentuk perbatasan untuk menjaga protein lain di salah satu bagian spesifik
dari sel, berkomunikasi dengan sel di dekatnya, atau menanggapi hormon endokrin
dari jauh sel. Karena ukuran dan bentuk protein tertentu membutuhkan
sebuah tempat tidur fosfolipid lebih tebal untuk duduk dan karena protein
tertentu harus tetap bersama-sama berfungsi dengan baik, fluiditas membran sel,
di mana molekul selalu bergerak secara acak, dapat menimbulkan masalah.
Untungnya,
membran plasma mengandung banyak rakit lipid dimana protein dijamin. Sebuah
rakit lipid mengandung konsentrasi kolesterol yang tinggi dan sphingolipids – jenis
fosfolipid – mengandung ekor asam lemak dengan rantai lebih panjang dan lebih
jenuh. Karena asam lemak lebih panjang dan lebih jenuh (tegak), mereka
mengagregat lebih, yang mana kolesterol juga membantu. Bagian dari membran juga
lebih tebal, sehingga ideal untuk menampung protein tertentu. Karena asam lemak
dalam rakit lipid lebih panjang, fosfolipid juga bergerak sinkron dengan
fosfolipid di sisi lain membran. Dalam sisa membran, fosfolipid di satu sisi
membran bergerak secara independen dari mereka yang berada di sisi lain. Dengan
stabilisasi protein tertentu bersama dalam rakit lipid, kolesterol adalah
penting untuk membantu protein ini menjaga fungsi mereka. Ini adalah protein,
setelah semua, di mana sel-sel berkomunikasi dengan satu sama lain. Jika sel
tidak berkomunikasi satu dengan sama lain, Anda dan saya akan menjadi tumpukan
sejumlah besar sel yang tidak berhubungan dan bukan individu sebagaimana kita
ini.
Dalam
membran sel, kolesterol juga berfungsi dalam transportasi intraseluler, sinyal
sel dan konduksi saraf. Peran kolesterol dalam endositosis tersebut dapat
diselidiki dengan menggunakan beta siklodekstrin metil
(MβCD) untuk menghilangkan kolesterol dari membran plasma. Baru-baru ini,
kolesterol juga terlibat dalam proses signaling sel, membantu dalam
pembentukan rakit lipid dalam membran plasma .
Dalam banyak neuron, sarung mielin,
kaya kolesterol, karena berasal dari lapisan dipadatkan dari membran sel
Schwann, menyediakan isolasi untuk lebih efisiennya konduksi
impuls.
4. Hubungan antara sel dan jaringan
sekitarnya !
Jawab
:
1.
Tight Junction / Zonula ankludens
(hub.erat) ----à
stabilitas
Tight
Junction atau Zonula ankludens merupakan persimpangan ketat dimana
daerah yang terkait dari dua sel membran yang bergabung bersama-sama
membentuk penghalang.
Persimpangan antara membran plasma sel yang berdekatan pada
hewan yang membentuk penghalang, mencegah bahan dari melewati antara sel-sel.
Pada
tight junction, membran sel-sel yang
bersebelahan menyatu oleh perekat pada bagian apikal sel dan membentuk sumbatan
pada
apikal intersel. Ada dua jenis yaitu :
1.
Zonula
ocludens.
Zonula
atau sabuk bila tautan melingkari seluruh sel. Zonula ocludens adalah taut
kedap yang meluas mengelilingi permukaan apikal sel, sehingga tampak menyerupai
sabuk.Zonula ocluden tersusun atas komponen-komponen berupa partikel-partikel
protein dari masing-masing membran sel yang saling berhubungan dan bertautan.
Zonula ocludens berfungsi(i) sebagai penutup pada bagian apikal dari ruang
intersel sehingga molekul-molekul yang larut dalam air tidak bisa lewat,(ii)
sebagai perekat diantara sel-sel yang bersebelahan sehingga memungkinkan organ
yang dibentuk oleh sel-sel inidapat meregang tanpa terjadi kerusakan sel atau
ruang intersel.(iii) sebagai barrier untuk mencegah terjadinya diffusi protein dari
luar sel (pada permukaan apikal) ke daerah baso lateral ruang intersel atau
sebaliknya. Zonula ocludens dijumpai pada sel-sel epitel usus halus.
2. Fasia ocludens.
Fasia atau pita
bila tautan hanya menempati daerah kecil pada permukaan sel atau dinding
lateral sel. F. ocludens mirip dengan Z. ocludens namun bentuknya
berbeda, dimanapada fasia ocludens berbentuk pita terputus-putus.
Fasia ocludens dijumpai pada sel-sel endotel yang melapisi pembuluh
darah, kecuali kapiler darah pada otak, sel-sel endotelnya dilekatkan oleh zona
ocludens.
Dengan
perlekatan yang terputus-putus ini, maka sel endotel kapiler darah memungkinkan
terbentuknya cairan jaringan dan keluarnya leukosit dari kapiler (f. ocludens
membatasi pori-pori kapiler.
2.
Zonula adheren dan desmosom ----à menyatukan
sel-sel
Zonula
adheren adalah Suatu jenis persimpangan sel, ditemukan
terutama pada sel epitel, yang membentuk sabuk penguatan
dan saling melingkari
bagian luar sel yang
berdekatan. Ini terdiri dari
sekelompok molekul kaderin (lihat molekul
adhesi sel) pada bagian luar permukaan sel melintang, yang dihubungkan melalui
membran plasma ke
sabuk melingkar dari mikrofilamen aktin dalam
sel. Band kaderin sel tetangga saling
bertautan, sehingga memberikan kontribusi bagi stabilitas dan integritas lapisan sel.
Zonula adherens atau sabuk lekat: Z.
adherens merupakan jenis tautan yang terdapat pada jaringan epitel dannon
epitel dan dibawah ocludens terlihat dalam berbagai bentukberupa titik-titik
kecil yang menghubungkan filamen aktin darisel yang bersebelahan. Pada sel-sel epitel terlihat sebagaisabuk dan disebut sebagai adhesion belt. Posisi z. adheren biasanya terletak di tengah dari tautan
yang
ada, yaitu
di atasadalah
z. ocludens dan di bawahnya terdapat desmosom.Struktur yang membentuk adherins
junction adalah transmembran linker glikoprotein, filamen intermedian (10 nm) yang
menyebar
dari daerah tautan ke dalam matriks sitoplasmasel dan membran plasma terpisah pada
jarak 10-15 nm.
Desmosom adalah Sebuah
persimpangan patchlike ditemukan
antara sel yang bersebelahan dalam jaringan epitel yang
membantu memperkuat jaringan
dengan mengikat sel bersama-sama sementara memungkinkan pergerakan material
dalam ruang interselular. Ini terdiri dari sekelompok diskrit dari serat berjalan
melintasi ruang, sekitar
25 nm yang luas, antara dua sel. Di
kedua sisi, serat-serat yang berlabuh di bawah membran
plasma setiap sel dalam sitoplasma plak
protein, serat lebih
dari yang memperpanjang ke dalam sitoplasma sel. Hemidesmosom
mirip dengan desmosom tetapi jangkar sel
untuk mendasari matriks
ekstraseluler.
Desmosom terletak di bawah z. adherens dan merupakan
struktur yang memegang sel berdekatan, dimana setiap sel membentuk setengah
desmosom. Struktur yang membentuk desmosom adalah (i) cytoplasmiq
plaque (ii) filamen intermediat yang jenisnya tergantung pada tipe sel
yang membentuknya misalnya filamen keratin pada jaringan epitel,filamen desmin
pada jantung, filamen vemetin pada membranotak (iii) membran sel, dan (iv)
transmembran linker glikoprotein.
3.
Hemidesmosom dan adhesi local ---à melekatkan sel
ke lamina basalis
Hemidesmosom
merupakan struktur yang terbentukapabila terjadi tautan antar sel dengan
membran basalis.Terlihat hanya setengah desmosom yang terbentuk.
sekian dan terima kasih
gajahmonyet :)
