Nama : Kasdianto Bantun

Stambuk : 110-212-0115

1. Jelaskan Tentang Perkembangan Teori-Teori Membran Sel?

Jawab :

a. Definisi Membran Sel

Sebelum kita membahas lebih jauh tentang sejarah perkembangan teori-teori

membrane sel. Terlebih dahulu kita akan membahas tentang definisi dari

Membran Sel itu sendiri. Membran sel adalah suatu membran pembungkus

sel yang berupa struktur yang lembut, lentur dan tipis yang ketebalannya

hanya 7,5-10

nm. Semua sel baik sel hewan maupun sel tumbuhan memiliki membran sel,

hanya saja pada sel tumbuhan pada bagian luarnya masih dilapisi oleh dinding

sel sedangkan pada sel hewan tidak. Membran sel dikenal juga sebagai

membran plasma/plasmalemma karena berhubungan dengan keberadaannya

sebagai pemisah antara cairan ekstraseluler dan intraseluler juga peranannya

yang sangat penting sebagai pelindung cairan intraseluler dan organel-organel

yang ada di dalam sel juga peranannya dalam transportasi berbagai molekul

baik makromolekul maupun mikromolekul.

b. Sejarah Perkembangan Teori-teori Membran Sel :

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 bagwa lapisan tersebut terdiri

atas kolesterol, lesitin, dan minyak lemak.

2) Menurut E. Garter dan F. Grandel (1925)

Membran sel berupa bilayer fossfolipid yang bersifat ampifatik dengan

tebal dua molekul, bilayer bersifat stabil antar dua ruang aqueos

1

karena susunan molekulnya melindungi ekor hidrofobik fosfolipid dari

air dan membiarkan kepala hidrofilik masuk ke air.

3) Hugh Davson dan James Danielli (1935)

Membran berupa sandwich bilayer fosfolipid di antara dua lapisan

protein. Model ini diterima sampai akhir 70-an. Gugurnya teori ini

karena membrane sel dengan fungsi berbeda memiliki struktur dan

fungsi yang berbeda pula, penempatan protein tidak tepat karena

protein dalam membrane sangat tidak larut dalam air dibanding protein

dalam sitosol, seperti halnya dengan lipid protein juga bersifat

amfipatik.

4) Menurut J.D. Robertson (1959)

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.

5) Menurut S.J. Singer dan G. Nicolson (1972)

Membran sel bermodel mosaic fluida. Protein membrane tersebar tidak

merata dan ada yang tertanam dalam bilayer sesuai dengan sifat

amfipatiknya. Teori ini diterima sampai sekarang dengan teknik patah

beku sebagai buktinya. Lipid dan protein merupakan bahan penyusun

membrane, walaupun karbohidrat juga merupakan komponen penting.

Adapun komponen membrane sel sebenarnya tidak tetap, yaitu

bergantung pada zat yang dibutuhkan oleh sel. Adapun presentasinya

secara umum yaitu : 40% lipid, 52 % protein dan 8% karbohidrat

(dalam yatim) dan 50% protein (dalam Kimball) 40% lipid (fosfolipid 2

dan kolestrol), 60% protein, dan bagian terluar terdapat glikoiprotein

dan glikolipid.

2. Sebutkan asam-asam polar dan non-polar ?

Jawab :

a. Asam amino nonpolar

Asam amino ini terdiri dari semua anggota yang memiliki gugus alkil pada

rantai R (alanin, valin, leusin, isolesin), maupun prolin (dengan struktur silik

yang tidak biasa), metionin (salah satu asam amino yang mengandung 2 unsur

sulfur), dan 2 asam amino aromatic yaitu penilalanin dan triptofan. Triptofan

masuk group ini karena dapat berinteraksi baik dengan air melalui setengah

N-H dari keleluasaan cincin.

b. Asam amino polar

Yang termasuk kelompok asam amino ini adalah glisin, serin, asparagin,

thyrosin, dan glutamine. Asam amino polar lebih mudah berikatan dengan air

daripada asam amino non polar. Walaupun ada pengecualian seperti thyrosin

merupakan grup asam amino yang memiliki kelarutan dalam air terendah.

Selain itu arginin dan serin memiliki kelarutan yang sama dengan alanin dan

valin. Sedangkan glisin merupakan asam amino sederhana yang memiliki satu

hydrogen untuk berikatan dengan gugus R dan hydrogen ini bukan pembentuk

ikatan yang baik dengan air.

3. Sebutkan hubungan stabilitasi membrane sel oleh kolestrol ?

Jawab :

Karbohidrat pada membran umumnya dalam bentuk glikolipid dan

glikoprotein. Karbohidrat ini berfungsi meningkatkan hidrofilisitas lemak dan

protein, mempertahankan stabilitas membran oleh adanya struktur yang

disebut glikokaliks. Glikokaliks akan berinteraksi dengan glikokaliks sel lain

sehingga berfungsi melekatkan satu sel dengan sel yang lainnya. Glikolipid

yang terdapat pada membran sel juga berperanan dalam reaksi imunologis, 3

dengan membentuk antigen golongan darah. Molekul kolesterol pada

membran sel sebenarnya juga merupakan lipid karena inti steroidnya sangat

mudah larut dalam lemak. Molekul kolesterol terutama membantu

menentukan derajat permeabilitas (atau impermeabilitas) kedua lapisan

membran terhadap bahan larut air dari cairan tubuh. Kolesterol ini juga

mengatur banyak sifat cair (fluidity) membran.

4. Sebutkan hubungan antar sel dengan jaringan di sekitarnya ?

Jawab:

a.     Tight Junction

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 t

aut 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

4

dalam air tidak bisa lewat, (ii) sebagai perekat diantara sel-sel yang

bersebelahan sehingga memungkinkan organ yang dibentuk oleh sel-sel ini

dapat 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, dimana pada fasia ocludens berbentuk pita terputus-

putus. Fasia ocludens dijumpai pada sel-sel endotel yang melapisis 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)

b.   Adhering Junction

5

Merupakan tipe tautan sel yang tersebar luas dalam jaringan yang mengikat sel

sel yang bersebelahan dengan sangat erat dimana unit-unit struktural seperti

sitoskeleton, membran sel dan matriks ekstraselluler ikut terlibat mengadakan

hubungan. Pada Adhering junction disusun atas dua jenis protein yaitu

(i) intercelluler attachment protein yang menghubungkan elemen spesifik dari

sitoskeleton. Baik filament aktin maupun filamen intermediat dengan kompleks

tautan, (ii) transmembran linker yang merupakan glikoprotein interseluler yang

berbentuk filamen yang saling menganyam. Adhering junction berfungsi (i) untuk

mengatur lumen dan luas permukaan sel (ii) memelihara ketegangan membran

sel, dan (iii) mengatur konstraksi bagian apikal sel. Adhering junction banyak

dijumpai pada jaringan tubuh yang secara subjektif banyak mengalami tegangan

mekanis yang berat seperti jantung, epitel kulit, dan epitel leher rahim. Adhering

junction dibedakan atas tiga yaitu:

6

1) Zonula Adheren

Zonula adherens atau sabuk lekat: Z. adherens merupakan jenis tautan yang

terdapat pada jaringan epitel dan non epitel dan dibawah ocludens terlihat

dalam berbagai bentuk berupa titik-titik kecil yang menghubungkan filamen

aktin dari sel yang bersebelahan. Pada sel-sel epitel terlihat sebagai sabuk dan

disebut sebagai adhesion belt. Posisi z. adheren biasanya terletak di tengah dari

tautan yang ada, yaitu di atas adalah 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 sitoplasma sel dan membran plasma terpisah pada jarak

10-15 nm

2) Makula adherens atau desmosom

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 membran otak (iii)membran sel, dan (iv) transmembran

linker glikoprotein.

3) Hemidesmosom

Hemidesmosom merupakan struktur yang terbentuk apabila terjadi tautan antar

sel dengan membran basalis. Terlihat hanya setengah desmosom yang terbentuk

c. Gap Junction

7

Merupakan hubungan antar sel yang paling banyak tersebar pada jaringan tubuh.

Dengan mikroskop electron tampak adanya celah sebesar 3 nm yang

menghubungkan dua sel yang bersebelahan. Celah ini menyebabkan ion-ion

anorganik dan molekul-molekul kecil yang larut di dalam air dapat lewat secara

langsung dari sitoplasma dari satu sel ke sel lainnya. Dengan adanya gap junction

ini dapat terjadi komunikasi langsung dari dua sel yang berdekatan bersatu

membentuk saluran yang menghubungkan kedua sel tersebut.

8