SIFAT – SIFAT FISIKA PROTOPLASMA
Peristiwa fisika yantg sering terjadi pada sel
antara lain adalah :
1) Imbibisi, Imbibisi adalah penyerapan atau pengikatan
molekul air ke dalam benda
2) Difusi, Difusi adalah perpindahan partikel zat padat
atau gas dari hiper ke hipo.
Difusi ada dua bagian yaitu :
- Difusi aktif
Difusi aktif merupakan perpindahan pertikel zat
padat atau gas dari larutan encer (hipo) ke larutan pekat (hiper) dengan
bantuan energi. Difusi aktif hanya dapat berlangsung pada mahluk hidup.
- Difusi pasif
Difusi pasif merupakan perpindahan partikel zat
padat atau gas dari larutan hiper ke hipo tanpa bantuan energi. Difusi pasif
dapat berlangsung pada benda mati maupun mahluk hidup.
Sebetulnya masuknya zat padat
dari hipo ke hiper melanggar proses fisis.
Seperti diketahui bahwa proses difusi adalah
dari hiper ke hipo oleh karena itu difusi pada akar merupakan difusi aktif yang
memerlukan energi. Difusi ini berhenti setelah terjadi keseimbangan.
3) Osmose
Osmose adalah perpindahan zat cair dari hipo (
larutan pekat ) ke hiper ( larutan yang lebih pekat ) melalui selaput semi
permiabel. Peristiwa osmose ini berhenti setelah terjadi kesimbangan.
4) Filtrasi
Filtrasi adalah perpindahan zat padat atau cair
karena pengaruh tekanan.
Misalnya : – pada ginjal (
pada badan malpighi)
- juga perpindahan zat dari
pembuluh darah arterial ke sel.
Sifat fisika protoplasma yang lain :
§ Molekul
yang besar cenderung mengendap.
§ Berifat
sol yaitu koloid encer, dan bersifat gel yaitu koloid yang kekurangan air.
§ Selaput
plasma tersusun atas lipoprotein ( lipid + protein)
§ Selaput
plasma berguna untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran zat, sebab selaput
plasma bersifat semi permiabel.
§ Ion
yang bermuatan sama saling tolak-menolak dan yang bermuatan lain saling tarik –
menarik.
§ Bersifat
larutan
Berdasarkan ukuran zat yang terlarut maka
sistem larutan dapat dibedakan atas :
1. Larutan, adalah zat yang
terlarut berukuran lebih kecil dari 1/100 mikron
2. Suspensi, adalah zat terlarut
berukuran lebih besar dari 1/10 mikron
3. Koloid, adalah zat terlarut
berukuran lebih besar dari 1/1000 s.d 1/10 mikron.
Koloid dalam protoplasma bergerak secara acak
disebut gerak Brown dan gerak ini dipengaruhi suhu.
SIFAT – SIFAT KIMIA PROTOPLASMA
Protoplasma terdiri dari zat anorganik dan zat
organik.
1. zat anorganik
- · zat anorganik terdiri dari garam –
garam elektrolit
- · elektrolit adalah suatu zat yang di
dalam suatu larutan mengalami ionisasi sehingga memungkinkan larutan itu
menghantarkan arus listrik.
- · pH protoplasma adalah sekitar netral,
berkisar 6,8 – 7,2
- · cairan pada protoplasma termasuk
larutan koloid.
Zat padat dalam protoplasma
tidak akan mengendap, disebabkan :
- gerak ondonom / otonom yaitu
gerak plasma sel
- gerak Brown yaitu gerak
partikel zat padat
Kepekatan koloid tergantung
kadar airnya sol atau gel. Siklosis adalah gerak protoplasma
dalam sel.
2. Zat Organik
- · merupakan suatu sistem yang kompleks,
terdiri dari bagian – bagian yang heterogen.
- · Terdiri dari unsur – unsur C, H, O, N,
S, P, K, Ca, Na, Mg, F2, I, Cl dan
unsur yang lain membentuk.
1. Karbohidrat (CnH2O)n
Misalnya : C3H6O3 = triosa
C5H19O5 = pentosa
C6H12O6 = heksosa
Terbagi menjadi :
1. Monoksida
Monosakarida hanya terdiri atas satu gugusan
gula, misalnya :
§ Glukosa
§ Fruktosa
§ Galaktosa
1. Disakarida
Disakarida tersusun atas 2 gugusan gula.
Contoh :
§ Sukrosa
§ Maltosa
§ Laktosa
1. polisakarida
polisakarida tersusun atas banyak gususan gula.
Misalna :
§ glikogen
§ amilum
§ selulosa
Adanya amilum dalam suatu makanan dapat diuji
dengan lugol.
Reaksi positif menunjukkan warna biru, ungu.
Karbohidrat berfungsi sebagai penghasil energi.
1. Lipida / lemak
Lipida / lemak tersusun atas C, H, O
§ Lipida
bila terhidrolisa akan terurai menjadi asam lemak gliserol.
§ Pengujian
lipida dapat dilakukan dengan kertas saring atau dengan
sudan III.
Fungsinya : – sebagai sumber energi cadangan
- pembentuk membran sel.
3. Protein ( putih telur )
§ Merupakan
ikatan – ikatan asam amino
§ Tersusun
atas unsur C, H, O, N dan kadang – kadang S, P
Fungsinya : – sebagai pembentuk bagian sel
- sebagai pembentuk organela sel
- sebagai hormon dan zat antibody
Menguji adanya protein sebagai berikut :
Dengan menggunakan Reagen Millon
Protein + Reagen Millon – terjadi gumpalan
putih
Dan gumpalan putih dipanasi – menjadi warna
merah.
1. Asam Nukleat ( asam Inti )
Terdiri dari :
§ RNA (
Ribo Nucleic Acid ) = ARN ( Asam Ribo Nukleat)
berperan dalam proses sintesis protein.
§ DNA (
Deoksiribo nucleic Acid ) = ADN ( Asam Deoksiribo Nukleat ).
berfungsi : – untuk membawa sifat
- sifat menurun atau berperan dalam
hubungananya
dengan pengendalian faktor
-Faktor keturunan
Untuk mencetak ARN jadi berfungsi untuk
sintesis proses .
Sifat – Sifat Kimia Protoplasma Yang Lain
a) Pada
protoplasma selalu terjadi ionisasi sehingga selalu terjadi perubahan H.
b) Untuk
mempertahankan stabilitas h dalam protoplasma terdapat larutan buffer (
penahan).
c) Terpengaruh
oleh biokatalisator ( enzim).
Sifat Sel :
§ Sel
haploid (n) mempunyai sifat kromosom yang satu sama lain berbeda
§ Sel
diploid (2n) mempunyai sepasang kromosom pembawa sifat sama
§ Sel
tripoid mempunyai tiga kromosom pembawa sifat sama. Sel triploid terdapat pada
sel endosperm dalam lembaga. Sel triploid tak dapat bermiosis tapi bermitosis.
Sel poliploid terdapat pada sel hasil mutasi, sehingga tidak
bias bermiosis, akibatnya tidak bisa membuat gamet, akhirnya tidak bisa
menurunkan keturunan ( mandul ).
Protoplasma
Dari Wikipedia bahasa Indonesia,
ensiklopedia bebas
Protoplasma adalah bagian hidup dari sebuah sel yang dikelilingi oleh
membran plasma. Ini adalah istilah umum Sitoplasma [1].
Protoplasma terdiri dari campuran molekul kecil seperti ion, asam amino,
monosakarida dan air, dan makromolekul seperti asam nukleat, protein, lipid dan
polisakarida. [2] Pada
eukariota protoplasma yang mengelilingi inti sel dikenal sebagai sitoplasma dan
bahwa di dalam inti sebagai nucleoplasm tersebut. Dalam prokariota bahan di
dalam membran plasma adalah sitoplasma bakteri, sementara di bakteri gram
negatif wilayah di luar membran plasma tetapi di dalam membran luar periplasm
tersebut.
'Protoplasma' berasal dari protos Yunani
untuk pertama, dan plasma untuk hal terbentuk. Ini pertama kali digunakan pada
tahun 1846 oleh Hugo von Mohl untuk menggambarkan "tangguh, berlendir,
granular, semi-fluida" substansi dalam sel tanaman, untuk membedakan ini
dari dinding sel, inti sel dan sel getah dalam vakuola [3]. Thomas
Huxley kemudian disebut sebagai "dasar fisik dari kehidupan" dan
menganggap bahwa properti kehidupan dihasilkan dari distribusi molekul dalam
zat ini. Komposisi, bagaimanapun, adalah misterius dan ada banyak kontroversi
atas apa macam substansi itu [4]. Upaya
untuk menyelidiki asal usul kehidupan melalui penciptaan sintetik
"protoplasma" di laboratorium tidak berhasil, namun. [5]
Ada 2 kandungan utama dari protoplasma yaitu
kandungan organik dan anorganik[6]
·
Pada sel hewan dan
tumbuhan, protoplasma mengandung sekitar
·
75-85% air,
·
10-20% protein
·
2-3% lipida
·
1% karbohidrat
·
dan 1% zat-zat anorganik
lainnya[7]
Jadi air terlihat
merupakan komponen utama
Dan bila semua senyawa
senyawa organik itu diurai menjadi unsur unsurnya maka terlihat Carbon
,Hidrogen , Oksigen dan Nitrogen ( CHON) merupakan empat unsur utama yang ada
di dalam protoplasma / Unsur Makro. Agar jelas prosentasenya ini kami sajikan
sampai berapa prosentasinya , Sachs pernah melakukan experimen dengan cara
Analisa abu , dengan membakar Organ daun hingga menjadi abu dengan menghilangkan
unsur air yang mendominasi, Dan kemudian Abu itu dianalisis.
Di dalam sel, air
terdapat dalam dua bentuk, Dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk
terikat. Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel.
Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid.
Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel Kandungan
air pada berbagai jenis sel bervariasi di antara tipe sel yang berbeda.
Kandungan air (persen dari berat basah total) pada hati tikus 6—72%, otot
rangka tikus 76% , telur bintang laut 77%, E. coli 73%, dan biji jagung 13%
tentu berbeda beda karena lingkungan dan perannya Air merupakan medium tempat
berlangsungnya transpor nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme sel dan
transpor energi kimia Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan
sebahagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair. Air
berperan aktif dalam banyak reaksi biokimia dan merupakan penentu penting dari
sifat-sifat makromolekul seperti protein
Karena stryktur Air
mempunyai produk ionisasinya seperti ion O+ dan H maka sangat mempengaruhi
berbagai sifat komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat, dan
lipida.
Hal yang sering muncul
sebagai contoh, aktivitas katalitik enzim sangat tergantung pada konsentrasi
ion H+ dan OH- Karena itulah , semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus
beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air. Dari uraian di atas, dapat
disimpulkan bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi
untuk : Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai
jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.
·
Bahan pengsuspensi
zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam
hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.
·
Air merupakan media
transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau
bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.
·
Air merupakan media
berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
·
Air digunakan untuk
mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis atau mendadak
di dalam sel.
·
air sebagai bahan baku
untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat . misal dalam fotosintesis
Air mempunyai titik
lebur, titik didih dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan
hampir semua cairan. Kenyataan ini menunjukkan adanya gaya tarik yang kuat di
antara molekul-molekul air yang berdekatan yang memberikan air gaya kohesi
internal yang tinggi. Sebagai contoh, panas penguapan merupakan ukuran langsung
dari jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya tarik menarik di
antara molekul air yang berdekatan, sehingga molekul tersebut dapat saling
berpisah dan masuk ke dalam fase gas.
Sisi oksigen yang
berhadapan dengan dua hidrogen relatif kaya akan elektron, sedangkan pada sisi
lainnya, inti hidrogen yang relatif tidak ditutupi membentuk daerah dengan
muatan positif sehingga dikatakan bahwa molekul air bersifat dipolar atau
dwikutub [8] karena
pemisahan muatan tersebut.
maka dua molekul air
dapat tertarik satu dengan yang lainnya oleh gaya elek-trostatik di antara
muatan negatif sebagian pada atom oksigen dari suatu molekul air dan muatan
positif sebagian pada atom hidrogen dari molekul air yang lain. Jenis interaksi
elektrostatik ini disebut ikatan hidrogen.
katan hidrogen segera
terbentuk antara atom yang bersifat elektronegatif, biasanya atom oksigen atau
nitrogen, dan suatu atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom
elektronegatif lainnya pada molekul yang sama atau molekul lain. Atom hidrogen
yang berikatan dengan atom elektronegatif kuat seperti oksigen cenderung
mempunyai muatan positif kuat sebagian. Akan tetapi, atom hidrogen yang
berikatan kovalen dengan atom karbon yang tidak bersifat elektronegatif tidak
berpartisipasi dalam pembentukan ikatan hidrogen.[6]
Garam mineral[sunting]
Kandungan garam-garam
mineral pada berbagai tipe sel sangat bervariasi Di dalam sel, garam-garam
mineral dapat mengalami disosiasi menjadi anion dan kation. Bentuk-bentuk anion
dan kation tersebut dinamakan ion. Ion-ion dapat terlarut di dalam cairan sel
atau terikat secara khusus pada molekul-molekul lain seperti protein dan
lipida. Secara umum, garam-garam mineral memiliki dua fungsi yaitu :
·
Fungsi osmosis, dalam
arti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap pelaluan
air melintasi membran sel
·
Fungsi yang lebih
spesifik, yaitu peran seluler setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari
partikel-partikel seluler dan makromolekul. [6]
Berbagai jenis
garam-garam mineral sangat penting untuk kelangsungan aktivitas metabolisme
sel, misal-nya ion Na+ dan K+, ion Na+ dan K+, berperan dalam memelihara
tekanan osmosis dan keseimbangan asam basa cairan sel. Retensi ion-ion
menghasilkan peningkatan tekanan osmosis sebagai akibat masuknya air ke dalam
sel.
Beberapa ion-ion
anorganik berperan sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim, misalnya ion
magnesium , ferrum Fosfat anorganik digunakan dalam sintesis ATP yang
mengsuplai energi kimia untuk proses kehidupan dari sel melalui proses
fosforilasi oksidatif. Ion-ion kalsium dijumpai dalam sirkulasi darah dan di
dalam sel. Di dalam tulang, ion-ion kalsium berkombinasi dengan ion-ion fosfat
dan karbonat membentuk kristalin. Fosfat dijumpai di dalam darah dan di dalam
cairan jaringan sebagai ion-ion bebas, tetapi fosfat di dalam tubuh banyak
terikat dalam bentuk fosfolipida, nukleotida, fosfoprotein, dan gula-gula
terfosforilasi [9]
Di dalam sel juga
terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh
metabolisme sel. Beberapa gas yang terdapat di atmosfer dapat masuk ke dalam
sel misalnya gas oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan gas nitrogen (N2). Di
dalam sel, oksigen berperan untuk mengoksidasi bahan-bahan makanan. Karbon
dioksida selain berasal dari lingkungan luar, juga dihasilkan dalam oksidasi
bahan makanan sebagai hasil sampingan. CO2 dapat bereaksi dengan air membentuk
asam karbonat yang selanjutnya mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan
bikarbonat dengan reaksi sebagai berikut :
·
C6H12O6 + 6 CO2
--------> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
·
CO2 + H2O ------->
H2CO3
·
H2CO3 ---------> H+ +
HCO3- [6]
Umumnya karbon dioksida
di dalam sel berada dalam bentuk bikarbonat atau karbonat
Protein adalah
makromolekul yang terdiri atas asam-asam a-amino yang saling berikatan dengan
ikatan kovalen di antara gugus a-karboksil asam amino dengan gugus a-amino dari
asam amino yang lain. Ikatan di antara asam amino disebut ikatan peptida.
Beberapa unit asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida disebut
polipeptida. Molekul protein dapat terdiri atas satu atau sejumlah rantai
polipeptida dan setiap rantai dapat terdiri atas ratusan hingga jutaan residu
asam amino.[6]
Hingga saat ini belum
ada klasifikasi protein yang secara umum memuaskan. Klasifikasi protein yang
menonjol didasarkan pada antara lain[6]:
·
Kelarutan
·
Bentuk keseluruhan
·
Peranan biologis
·
Peranan Gravitasi
Pembagian protein juga
dapat dilakukan berdasarkan fungsi dan strukturnya. Berdasarkan fungsinya,
protein diklasifikasikan menjadi
·
Protein enzim, berperan
dalam mempercepat reaksi-reaksi biokimia,
·
Protein sruktural,
membentuk struktur-struktur biologis,
·
Protein transpor,
berperan sebagai pengangkut subtansi-subtansi penting,
·
Protein pertahanan,
melindungi tubuh dari invasi benda-benda asing.
Berdasarkan strukturnya,
protein diklasifikasikan menjadi:
·
Protein globular,
memiliki pelipatan-pelipatan yang kompleks, struktur tertier dengan bentuk yang
tidak teratur.
·
Protein serabut (
Protein fibrosa ) memanjang, lipatan sederhana,umum dijumpai pada protein
struktural.
Dalam uraian berikut ini
hanya dibahas klasifikasi berdasarkan bentuk dan peranan biologisnya.
Berdasarkan bentuknya,
protein dibagi menjadi :
·
Protein globular Rantai
polipeptida mengandung banyak lipatan dan berbelit. Rasio aksial kurang dari
10, misalnya insulin, albumin, globulin plasma, dan kebanyakan enzim.
·
Protein fibrosa Rantai
polipeptida atau kelompok rantai yang membelit dalam bentuk spiral atau heliks,
dan dihubungkan oleh ikatan disulfida dan hidrogen.
·
Rasio aksial lebih besar
dari 10, misalnya keratin dan miosin[6].
Molekul karbohidrat
adalah substansi yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O. Perbandingan antara
molekul H dan O adalah 2:1. Jadi memiliki rasio yang sama dengan molekul air
(H2O), misalnya:
·
Ribosa = C6H10O5
·
Glukosa = C6H12O6
Rumusa empiris dari
karbohidrat adalah Cn(H2O)n.
Dengan dasar
perbandingan tersebut, orang pada mulanya berkesimpulan bahwa dalam karbohidrat
terdapat air, sehingga digunakan kata karbohidrat yang berasal dari kata karbon
dan hidrat atau air.
Karbohidrat sering
disebut sakarida. Ada beberapa senyawa yang memiliki rumus empiris seperti
karbohidrat tetapi bukan karbohidrat, misalnya C2H4O2 (asam asetat), CH2O
(formaldehida). Dengan demikian, senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya
ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting adalah rumus
strukturnya. Dari rumus struktur, akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting
yang terdapat pada molekul karbohidrat. Gugus fungsi itulah yang menentukan
sifat senyawa tersebut. Berdasarkan gugus molekul yang ada pada karbohidrat,
maka karbohidrat dapat didefenisikan secara kimia sebagai plohidroksialdehid
atau polihidroksiketon serta yang menghasilkannya pada proses hidrolisis.
Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang
berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa sederhana dengan berat molekul
ren-dah hingga berat molekul besar.[6] Berbagai
senyawa terse-but dapat dibagi dalam empat golongan, yaitu
·
monosakarida
·
disakarida/
oligosakarida
·
polisakarida.
Monosakarida sering
disebut gula sederhana (simple sugars) adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis
menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi. Molekulnya hanya terdiri atas
beberapa atom karbon saja. Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan
kandungan atom karbonnya, yaitu triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa atau
heptosa. Misalnya :
·
Triosa = (C3H6O3)
·
Tetrosa = (C4H8O4)
·
Pentosa = (C5H10O5)
Disakarida terdiri atas
dua monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya. Pada kebanyakan
disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut
ikatan glikosida, dan dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula
bereaksi dengan karbon pada gula yang kedua. Disakarida menghasilkan dua
molekul monosakarida yang sama atau berbeda bila mengalami hidrolisis,
misalnya:
·
Maltosa ------->
Glukosa + Glukosa
·
Laktosa ------->
Glukosa + Galaktosa
·
Sukrosa ------->
Glukosa + Fruktosa [6]
Oligosakarida
menghasilkan 3-6 molekul monosakarida bila mengalami hidrolisis,
misalnya :
·
Maltotriosa ------->
3 residu Glukosa
·
Rafinosa --------->
Galaktosa+ galaktosa + Fruktosa
·
Stakiosa --------->
Galaktosa + Glukosa + Fruktosa[6]
Membran
Sel atau membran plasma
Membran sel atau membran plasma adalah batas kehidupan, batas yang memisahkan
sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini
tebalnya kira-kira hanya 8nm (dibutuhkan lebih dari 8000 membran plasma untuk
menyamai tebal kertas halaman ini) membrane plasma mengontrol lalulintas ke
dalam dan keluar sel yang dikelilinginya. Seperti semua membran biologis,
membran plasma memiliki permeabilitas selektif; yakni, membran ini memungkinkan
beberapa substansi dapat melintasinya dengan lebih mudah daripada substansi
yang lainnya. Salah satu episode paling awal dalam evolusi kehidupan mungkin
berpa pembentukan membran yang membatasi suatu larutan yang mempunyai komposisi
yang berbeda dari larutan sekelilingnya, tetapi masih bisa melakukan penyerapan
nutrient dan pembuangan produk limbahnya kemampuan sel untuk membedakan
pertukaran kimiawainya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar
bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa
terjadi.
Fungsi Membran Sel
Membran sel berfungsi sebagai barier semipermeabel yang
memungkinkan molekul yang berukuran kecil dapat keluar masuk ke dalam sel.
Hasil pengamatan mikroskop elektron terhadap membran sel menunjukkan bahwa
membran sel merupakan lipid bilayer. (disebut sebagai fluid-mosaic model). Molekul penyusun utama adalah fosfolipid, yang
terdiri dari bagian kepala yang polar (hidrofilik) dan dua ekor nonpolar (hidrofobik). Fosfolipid ini tersusun atas bagian nonpolar membentuk daerah
hidrofobik yang diapit oleh daerah kepela yang pada bagian dalam dan luar
membran.
B. KOMPISISI KIMIA MEMBRAN SEL
Semua membran disusun
dari lemak dan protein di mana setiap komponen diikat oleh
ikatan nonkovalen. Selainlemak dan protein, membran sel juga
mengandung karbohidrat. Rasio antara lemak dan protein bervariasi
bergantung tipe membran seluler misalanya antara membran pasma dan retikulum
endoplasma atau pun tipe organismemisalnya antara prokariot
dan eukariot. Sebagai membran mitokondria memiliki rasio
protein/lemak yang tinggi dibandingkan membran plasma pada sel darah
merah.
Lipid
Lipid pada membran tersusun atas fosfolipid (lemak yang
bersenyawa dengan fosfat). Fosfolipid merupakan lipidyang
jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Kemampuan fosfolipid untuk
membentuk membran disebabkan oleh struktur molekulernya. Fosfolipid merupakan
suatu molekul amfipatik yang berarti bahwa molekul ini memiliki daerah
hidrofilik maupun daerah hidrofobik. Sebagian besar membran mengandung
fosfat, Molekul fosfatini bersifat hidrofilik (dapat
mengikat air) sedangkan molekul lemak bersifat hidrofobik
(tidak dapat mengikat air)
Komponen lemak lain adalah kolesterol di
mana pada hewan tertentu dapan mencapai 50% dari molekul lemak yang
terdapat pada membran plasma. Kolesterol tidak terdapat pada
sebagai besar membran plasma tubuhan dan bakteri.
Lipid yang terdapat pada selaput dapat diekstrak dengan
kloroform, eter dan benzene. Dengan menggunakan kromatografi lapis tipis dan
kromatografi gas, dapat diketahui komposisi lipid pada selaput
sel. Lipid yang selalu dijumpai adalah fosfolipid,
sfingolipid, glikolipid dan sterol. Kolesterol merupakan lipida terbanyak yang
menyusun selaput sel.
Karbohidrat
Peran karbohidrat membran
dalam pengenalan sel dengan sel kemampuan sel untuk membedakan tipe-tipe sel
yang bertetangga, bersifat krusial bagi fungsi organisme. Misalnya, penting
untuk memilah-milah sel menjadi berbagai jaringan dan organ dalam embrio hewan. Pengenalan sel dengan sel juga menjadi dasar penolakan sel
asing (penolakan organ cangkokan atau transplantasi) oleh sistem kekebalan.
Karbohidrat pada membran biasanya merupakan rantai pendek bercabang yang
tersusun kurang dari 15 unit gula sebagjan diantaranya berikatan kovalen dengan
lipid, membentuk molekul yang disebut glikolipid (glycolipid ).
Akan tetapi sebagian besar karbohidrat berikatan kovalen dengan protein,
membentuk glikoprotein.
Protein
Protein membran tersusun atas glikoprotein atau protein
yang bersenyawa dengan karbohidrat. Bergantung pada tipe sel dan organel
tertentu dalam sel, membran memiliki 12 sampai lebih dari 50 macam protein
berbeda. Protein ini tidak disusun secara acak tetapi setiap lokasi dan
orientasinya disusun pada posisi relatif tertentu pada lipid bilayer. Protein
pada membran tidak simetris yakni bagian luar membran dan bagian dalam membran
tersusun berbeda. Posisi seperti ini memungkinkan membran sebelah luar
beriteraksi dengan dengan ligan sektraseluer seperti hormon dan faktor
pertumbuhan sedangkan bagian dalam dapat berinteraksi dengan molekul sitoplasma
seperti protein G atau protein kinase. Terdapat dua lapisan utama protein
membrane.
Protein integral
Protein integral adalah protein yang
berpenetrasi kedalam lipid bilayer. Protein ini dapat menembus membran sehingga
memiliki domain pada sisi ekstra seluler dan sitoplasmik dari membran. Protein
integral umumnya merupakan protein transmembran, dengan daerah hidrofobik yang
seluruhnya membentang sepanjang interior hidrofobik membrane tersebut. Daerah
hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino
nonpolar, yang biasanya bergulung menjadi helix a. pada ujung hidrofilik
molekul ini dipaparkan kelarutan aqueous pada kedua sisi membrane.
Protein perifer
Protein periferal sama sekali tidak tertanam
dalam bilayer lipid. Seluruhnya berlokasi dibagian luar dari lipid bilayer,
baik itu di permukaan sebelah ekstraseluler maupun sitoplasmik dan berhubungan
dengan membran malalui ikatan non kovalen. Protein ini merupakan angota yang
terikat secara longgar pada permukaan membran, sering juga pada bagian protein
integral yang dibiarkan terpapar. Protein pada membran menentukan sebagian
besar fungsi spesifik membran.
Lipid anchor protein
Terdapat disebelah luar lipid bilayer tetapi berikatan
secara kovalen dengan molekul lemak yang terdapat pada lipid bilayer.
Protein membran plasma memiliki fungsi yang
sangat luas antara lain sebagai protein pembawa (carrier) senyawa
melalui membran sel, penerima isyarat (signal) hormaonal dan meneruskan isyarat
tersebut ke bagian sel sendiri atau sel lainnya. Protein selaput plasma juga
berfungsi sebagai pengikat komponen sitoskeleton dengan senyawa-senyawa
ekstraseluler. Protein-protein permukaan luar memberikan cirri individual sel
dan macam protein dapat berubah sesuia dengan diferensiasi sel. Protein-protein
pada membran sel banyak juga yang berfungsi sebagai enzim terutama yang
terdapat pada selaput mitokondria, retikulum endoplasma dan kloroplas. Sebagai
contoh, senyawa-senyawa fosfolipid membran plasma disintesis oleh enzim-enzim
yang terdapat pada membran retikulum endoplasma.
Protein membran sel memiliki kemampuan
bergerak, sehingga dapat berpidah tempat. Perpindahan berlangsung ke arah
lateral dengan jalan difusi. Namun tidak semu protein mampu berpindah tempat.
Beberapa jenis protein integral tertahan dalam selaput oleh anyaman
molekul-molekul protein yang berada tepat di bawah permukaan dalam selaput
plasma. Anyaman ini berhubungan dengan sitoskelet atau rangka sel.
Struktur fisiko-kima protein selaput sel
kurang diketahui, mengingat bahwa bentuknya sangat bervariasi. Berdasarkan
kajian mikroskopis dan teknik freeze fracture diketahui bahwa protein dalam
selaput sel berbentuk globular.