2005,RRE/AB,SITH ITB. MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Transkripsi

1 MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2 Peranan membran sel : pembatas lapisan yang kontinyu, Melingkupi sel, inti, organel barier permeable yang selektif mencegah pertukaran molekul dari satu sisi ke bagian lainnya. mencegah masuknya senyawa tertentu masuk ke sitoplasma perpindahan suatu senyawa terlarut memungkinkan substansi tertentu masuk ke sitoplasma dari lingkungan luar, Memberikan respons terhadap rangsangan luar berperan dalam memberi respons terhadap rangsangan luar transduksi sinyal reseptor + ligand. Tipe sel yang berbeda memiliki molekul reseptor yang berbeda interaksi interselular membran plasma memperantarai interaksi antar sel dalam organisme multiselular, komunikasi antara bagian yang terpisah Tempat untuk aktivitas biokimiawi Transduksi energi terlibat dalam proses perubahan energi ke bentuk energi lain.

3 Dimana? Bentuk? Aplikasi? Obat

4 Aplikasi Mbr Lipid : vesikula liposome dengan diameter nm, mengandung a.l. : obat anti-kanker (doxorubicin-sulfat), DNA /hormones Liposomes can be formulated and processed to differ in size, composition, charge, and lamellarity and accordingly, a wide range of compounds may be incorporated into either the lipid or trapped aqueous space The biodegradable and non-toxic nature of phospholipid vesicles proposes that these formulations are amenable to administration without serious side effects Liposomes can alter the biodistribution of entrapped substances and protect the enclosed materials from inactivation by the host defense mechanisms.11 Therefore, liposomes can be used as vehicles to achieve specific delivery of therapeutic drugs to target organs. In addition, liposomes can reduce toxicity of antimicrobial, antiviral, and chemotherapeutic agents, and they have demonstrated the ability to modulate or potentiate the immunogenicity of antigenic substances To enhance tissue targeting, liposome surface has been modified with antibodies or ligands recognized by specific cell types. To enhance the efficiency of gene delivery by the introduction of molecules directly into cells, virosomes have been developed by combining liposomes with fusiogenic viral envelope proteins. Liposomes are now being used in the treatment of intractable human diseases such as cancer and monogenic disorders

5 Struktur membran plasma fluid mosaic model (Jonathan Singer & Garth Nicolson, 1960) lipid bilayer : Gugus molekul yang polar (hidrofil) dari setiap lapisan molekul mengarah ke bagian luar, bagian yang hidrofob (rantai fatty acyl) terlindungi dari lingkungan air sifat amfipatik. Protein partikel menembus ke dalam atau melalui lapisan lipid. karbohidrat biomarker di permukaan sel

6

7 Membran lipid : fosfogliserida sfingolipid kolesterol: Membran lipid dan fluidity membran Fluidity viskositas memungkinkan adanya mobilitas, dengan tetap mempertahankan struktur interaksi dapat terjadi, memungkinkan terbentuknya struktur tertentu mis interselular junction. berperan dalam pembentukan struktur tertentu misalnya dalam pembelahan sel, pergerakan, endositosis, sekresi Singer dan Garth Nicolson : lipid bilayer dalam keadaan fluid dan dapat bergerak lateral dalam darerah membran struktur dinamis interaksi yang sementara atau semipermanen Flip flop adanya enzim flippase gerakan transmembran pasif.

8 Empat jenis phospholipids pada membranes plasma mammalia

9 Membran protein : transmembran integral amfipatik perifer berikatan dgn permukaan mbr : ikatan nonkovalen protein yang berikatan dengan suatu lipid di mbr lipid pada ekstraselular atau sitoplasmik luar

10 Fungsi Membran Protein :

11 Struktur trans-membran protein

12 Gerakan substansi melalui membran : 1. pasif dengan difusi: proses spontan gerakan suatu substansi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke yang rendah. 2. aktif dengan adanya pemanfaatan energi.

13 Permeabilitas relatif dari phospholipid bilayer

14 I hear and I forget; I see and I remember; I do and I understand (A. S. Neil)

15 Difusi melalui membran senyawa nonelektrolit dapat berdifusi pasif melalui membran, jika: konsentrasi senyawa 1 sisi > sisi lain membran harus permeable terhadap substansi tersebut. Senyawa tsb dapat melalui membran Dpt melalui pori aqueous (aquaporin : air) Faktor penentu kecepatan penetrasi suatu larutan/senyawa : kelarutan dalam pelarut nonpolar Ukuran Difusi air melalui membran osmosis membran semipermeable Molekul air bergerak lebih cepat melalui membran sel daripada ion-ion terlarut atau senyawa polar. Air dapat bergerak melalui membran semipermeable dari daerah konsentrasi rendah ke tinggi.

16 Difusi ion melalui membran. Membran sangat impermeable terhadap senyawa bermuatan, termasuk ion kecil.. Membran sel punya ion channel yang permeable untuk ion tertentu. on channel terbuka atau tertutup melalui :. voltage-gated channels tergantung pada perbedaan muatan ion pada kedua sisi membran, contoh K-ion channel. ligand-gated channels terjadi perubahan konformasi molekul dengan adanya molekul yang terikat pada channel ini, contoh asetilkolin

17 Facilitated difusi difusi senyawa dari daerah yang konsentrasi tinggi ke rendah. senyawa berikatan dulu dengan facilitative transporter (protein integral) fasilitator difusi pada membran sel

18 Transport aktif : melawan gradien konsentrasi a)membutuhkan energi b)melibatkan protein integral tertentu pompa 1. Berkaitan dengan hidrolisa ATP : Na+/K+-ATPase (pompa natrium-kalium) pompa tipe-p Ca2+-ATPase transport Ca dari RE ke luar atau ke dalam RE H+/K+-ATPase pada sel epitel dalam saluran pencernaan 2. Cotransport : Berkaitan dengan gradien ion - Perpindahan glukosa : ion Na sel epitel - Sukrosa ion H+ ( pada tumbuhan) bersamaan : simport berlawanan : Antiport

19 Pompa Na - K

20 Animasi Na K dengan hidrolisa ATPase

21 Pompa proton & cotransport : - antiport (berlawanan arah) - simport (satu arah)

22 Animasi Cotransport :

23 Contoh : Oralit - Pocari Oralit & pocari mengandung gula dan Na+ yg dpt menjaga tubuh dr dehidrasi, krn selalu merangsang terjadinya pemasukan air

24 Contoh : OBAT sakit maag? Obat : - Prilosec : menghambat pompa - Zantac, Pepcid, Tagamet : menghambat reseptor untuk mengenali rangsang dr hormon - obat lain yg menetralkan asam (OH-) Molekul pompa H/K ATP ase yg sedang tidak aktif berada pd dinding vesikula sitoplasma, ketika ada rangsang makanan maka sinyal hormonal mengaktifkan sintesis histamin shg mbr yg memiliki pompa tsb berpindah ke permukaan dan aktif menghasilkan asam lambung

25

26 SISTEM MEMBRAN SITOPLASMIK organel dinamik membran membentuk suatu network yang terintegrasi materi organel transportasi vesikula pembentukan vesikula dr organel sebelumnya - Jalur biosintesis/ sekretori : sintesis protein di RE modifikasi di Golgi transport ke tujuan - Jalur yang berlawanan : jalur endolitik lisosom, endosom Ada 2 aktivitas sekretori : 1)Konstitutif : materi ditransportkan dalam vesikula sekretori dan dikeluarkan ke tempat tujuannya peptida sinyal 2)Regulatif : materi disekresikan dan disimpan dalam suatu vesikula dan baru dikeluarkan jika ada 2005,RRE/AB,SITH rangsangan ITB

27 Animasi biosintesis membran dalam ER

28 Lisosom Organel yang memakan Mengandung 50 enzim hidrolitik yang dibentuk dalam RE kasar dan dibawa ke lisosom. Enzim lisosom menghidrolisa setiap makromolekul biologis, hasil degradasi dikeluarkan ke sitoplasma. Sifat :Enzim dapat aktif pada ph asam asam hidrolase. Ukuran nm - 1µm. Contoh Lisosom pada sel Kupffer (hati) menghancurkan senyawa tertentu di dalam sel yang asalnya dari lingkungan. Makrofag dan neutrofil menfagositosis senyawa asing dengan cara inaktivasi dengan ph, mis : bakteri pada sel sperma: akrosome Lisosom berperan untuk hancurkan organel sendiri: autofagus dieksositosis atau tinggal sbg granula lipofuscin

29 Pengambilan partikel dan makromolekul oleh sel : fagositosis, endositosis: pinositosis, reseptor-mediated Fagositosis uptake partikel besar ( > 0.5µm) dari lingkungan fagosom ~ autofag Fagosom berperan bersama dengan lisosom fagolisosom Contoh sel : makrofag, neutrofil Fagositosis opsonisasi senyawa/ mikroba tertentu dihancurkan dengan enzim lisosom atau radikal bebas oksigen dalam fagosom. Aktivitas fagositosis dibantu oleh aktin Pinositosis : cairan, senyawa terlarut atau makromolekul tersuspensi

30 Endositosis : 1)bulk-phase endocytosis : tidak spesifik; terus terjadi dinamika membran sel sekretoris 2)receptor-mediated endocytosis : pengikatan suatu senyawa tertentu pada reseptor pada membran plasma. : LDL, arteri sklerosis