Komposisi Kimia Membran Sel dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Permeabilitas Membran Sel

1. Tujuan Melihat pengaruh berbagai perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas membran. 1. Pendahuluan Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma, serta membungkus organel-organel di dalam sel. Membrane sel merupakan lapisan semi permeable yang mengontrol pertukaran zat-zat, antara bagian dalam sel dan lingkungan luar. Membran sel terdiri dari banyak tipe molekul, dan setiap tipe ini memiliki kegunaan yang berbeda-beda dalam struktur dan fungsinya sebagai penyusun membran. Beberapa contoh dari molekul tersebut adalah : Fosfolipid, Protein, Kolestrol, Glikolipid, dan Glikoprotein. Molekul penyusun membran sel memiliki struktur yang dinamis, dimana komponen-komponennya bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semi permanen. (Wikipedia, 2010) Membran sel berbentuk “double layer” atau layar ganda dari fosfolipid, dengan ketebalan rata-rata 7 nm. Selain susunan kimianya, membrane sel memiliki sifat yang berhubungan langsung dengan pergerakan air, maupun zat-zat terlarut lainnya. (Anonim, 2010) III. Hasi Pengamatan 1. Nilai Absorbansi Perlakuan Fisik (Panas dan Beku) Perlakuan Nilai Absorband Pada 525 nm 65°C 0,390 60°C 0,116 50°C 0,044 45°C 0,031 Beku 3,182 Kontrol 0,207 2. Nilai Absorbansi Perlakuan Kimia Perlakuan Nilai Absorbandsi pada 525 nm Benzen 0,002 Aseton 0,106 Metanol 3,120 1. Pembahasan Membran sel merupakan lapisan yang mengontrol keluar-masuknya zat antara lingkungan luar dan lingkuangan dalam sel. Memban sel memiliki permeabilitas yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti: ukuran solut, kelarutan lemak, derajat ionisasi, pH, dan temperatur. Ukuran solut yang cenderung semakin besar, serta derajat ionisasi yang semakin tinggi menyebabkan kemampuan permeabilitas membran cenderung menurun, sedangkan pengaruh temperature dan pH yang tinggi membuat membran sel menjadi lebih mudah mengalami denaturasi. Seperti yang telah kita ketahui, bahwa terdapat empat mekanisme pertukaran zat pada membran sel, yaitu : Difusi, Osmosis, Transport Aktif dan Bulk Transport. Osmosis dapat diasumsikan dengan molekul air yang cukup kecil untuk melewati fosfolipid serta aquaporin. Masuknya air ke dalam sel disebabkan oleh beberapa faktor; contohnya pada sel tumbuhan biasanya dikarenakan oleh potensial air pada dinding sel. Sedangkan difusi merupakan perpindahan netto suatu molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Perpindahan ini dipicu oleh energi kinetik yang menyebabkan molekul bergerak acak. Setelah mengalami difusi, molekul di dalam sel akan mengalami keseimbangan dan menyebar rata dalam ruang volum sel tersebut. Tekadang, konsentrasi suatu zat yang dibutuhkan oleh sel berada dalam batas yang kurang memadai pada lingkungan luar sel (tanah) dibandingan dengan lingkungan dalamnya. Dalam situasi seperti ini, salah satu protein penyusun sel, yaitu carrier protein, bertugas untuk membawa molekul dan ion dari dalam tanah ke dalam sel dengan melawan gradien konsentrasi. Mekanisme ini biasa disebut sebagai transport http://arcturusarancione.wordpress.com/2010/06/29/komposisi-kimia-membran-sel-dan-faktor-faktor-yang-mempengaruhi-permeabilitas-membran-sel/ kOMPOSISI KIMIA MEMBRAN SEL DAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPEGARUHI PERMEABILITAS June 20th, 2010 | Author: rizkynazar08 TUJUAN Tujuan Praktikum kali ini adalah untuk melihat dan mengetahui pengaruh berbagai perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas membran. PENDAHULUAN Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Berdasarkan dari komposisi kimia membran dan pemeabilitasnya terhadap solut maka dapat disimpulkan bahwa membran sel terdiri atas lipid dan protein. Tiga macam lipida polar yang utama adalah fosfolipida, glukolipida dan sedikit sulfolipida. Pada lipida polar, asam lemak yang hidrofobik berorientasi ke bagian dalam membran. Variasi antara panjang dan tingkat ketidakjenuhan (jumlah ikatan rangkap) dari rantai asam lemak berpengaruh terhadap titik cair. Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid. Bagian ekor dengan asam lemak yang bersifat hidrofobik (non polar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi kedalam, sedangkan bagian kepala bersifat hidrofilik (polar), mengarah ke lingkungan yang berair. (Anonimous, 2008). Pada membran terdapat lapisan ganda dan molekul-molekul posfolipid yang letaknya teratur sedemikian rupa sehingga ujung karbon yang hidropobik terbungkus sedemikian rupa di dalam sebuah lapisan amorf dalam senyawa lipid. (Prawiranata, 1981). Membran plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengannya lebih mudah dari pada substansi yang lainnya. Kemampuan sel untuk membedakan pertukaran kimiawinya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa terjadi. (Campbell, dkk, 2002). Adanya sifat hidrofobik di bagian tengah lapisan lipid membran plasma menyebabkan membran tersebut tidak mudah ditembus oleh molekul polar, sehingga membran sel mencegah keluarnya komponen-komponen dalam sel yang larut dalam air. Namun, sel juga memerlukan bahan-bahan nutrisi dan membuang limbahnya ke luar sel. Untuk memenuhi kebutuhan ini, sel harus mengembangkan suatu sistem/mekanisme khusus untuk transpor melintasi membran sel. (Subowo, 1995). HASIL PENGAMATAN : Dari percobaan yang telah kami lakukan, didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 1. Perlakuan Fisik ( panas dan dingin): Perlakuan Nilai Absorban (525) Tingkat kepekatan 65°C 0.411 A +++ 60°C 0.237 A ++ 50°C 0.200 A ++ 45°C 0.175 A + Beku 3.310 A +++++ Kontrol 0.188 A + Grafik hubungan antara perlakuan panas dan absorban : Tabel 2. Perlakuan Kimia Perlakuan Nilai Absorban (525) Tingkat Kepekatan Benzen 0.004 A —– Aseton 0.194 A ++ Methanol 1.258 A ++++ Kontrol 0.188 A + PEMBAHASAN : Suatu membran sel eukariotik tersusun atas protein dan lipida. Membran bukanlah lembaran molekul statis yang terikat kuat di tempatnya. Membran ditahan bersama terutama oleh interaksi hidrofobik, yang jauh lebih lemah dari ikatan kovalen. Sebgain besar lipid dan sebagian protein dapat berpindah secara acak dalam bidang membrannya. Akan tetapi, jarang terjadi suatu molekul bertukar tempat secara melintang melintasi membran, yang beralih dari satu lapisan fosfolipid ke lapisan yang lainnya. Untuk melakukan hal seperti itu, bagian hidrofilik molekul tersebut harus melewati inti hidrofobik membranya. Membran haruslah bersifat fluida agar dapat bekerja dengan baik, membran itu biasanya sekental minyak salad. Apabila membran membeku, permeabilitasnya berubah, dan protein enzimatik di dalamnya mungkin menjadi inaktif. (Campbell, dkk, 2002). Dari tabel di atas diketahui bahwa perbedaan perlakuan dari bit gula akan memberikan hasil absorbansi yang berbeda pula.Berdasarkan tabel satu (1),perlakuan fisik yaitu perlakuan panas dan dingin, secara berturut- turut nilai absorbansi dari masing-masing perlakuan adalah pada suhu 65oC sebesar 0.411 A, suhu 60oC sebesar 0.237 A, suhu 50oC sebesar 0.2 A, dan pada suhu 45oC sebesar 0.175 A. Sedangkan pada kontrol dan perlakuan beku berturut-turut sebesar 0.188 A dan 3.310 A. Berdasarkan hasil yang diperoleh, menunjukkan bahwa pada perlakuan fisik dalam kodisi panas, semakin tinggi suhu maka nilai absorbansi akan ikut naik, namun untuk perlakuan dingin ternyata memperoleh nilai absorbansi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan perlakuan panas. Pada perlakuan panas, semakin tinggi suhu, menyebabkan membran semakin rusak akibatnya semakin banyak pula isi sel yang ke luar. Seperti diketahui bahwa komponen membran tersusun atas lipid dan protein. Jika suhunya terlalu tinggi, protein akan mengalami denaturasi kemudian meyebabkan isi di dalam sel ke luar. Sedangkan pada perlakuan dingin(beku) terbentuk kristal-kristal pada membran sel, sehingga terjadi kerusakan yang sangat parah dan pigmen yang keluar semakin banyak. Hal inilah yang menyebabkan pada perlakuan dingin memiliki nilai absorbansi yang lebih besar. Pada umumnya membran tidak tahan terhadap suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. Sedangkan pada perlakuan kimia dihasilkan nilai masing-masing perlakuan sebagai berikut, benzen absorbansinya sebesar 0.004 A, aseton absorbansinya sebesar 0.194 A, sedangkan pada methanol nilai absorbansinya sebesar 1.258 A. Hasil tersebut menunjukkan bahwa methanol mampu merusak membran sehingga pigmen yang keluar lebih banyk jika dibandingkan zat kimia yang lainnya, namun pada bit gula yang telah melalui perendaman selaman 1 jam dalam asseton, bit gula menjadi mengerut dan menyusut hal ini disebabkan karena sel mengalami difusi ke luar sel. Terjadinya difusi dari dalam ke luar sel ini disebabkan karena membran sel mengalami kerusakan yang lebih parah dibandingkan dengan perlakuan yang lain. Kerusakan ini disebabkan karena membran sel tidak tahan terhadap aseton. (Gambar terlampir). SIMPULAN Dari hasil percobaan yang didapatkan, dapat disimpulkan bahwa : 1. Membran sel akan mengalami kerusakan jika diberikan perlakuan suhu yang ekstrim. Semakin tinggi suhu yang diberikan, maka kerusakan pada membran akan semakin parah karena membran sel tidak tahan terhadap keadaan yang terlalu panas ataupun terlalu dingin. 1. Pengaruh permeabilitas membran berbeda-beda untuk setiap perlakuan panas, perlakuan dingin, dan perlakuan dengan senyawa kimia 1. Zat terlarut ada yang dapat melewati membran, dan ada yang tidak tergantung dari sifat membran yang dilaluinya. DAFTAR PUSTAKA Yatim, W. 2000. Embriologi. Semarang : CV. Tarsito. Prawinata, W. 1981. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB. Campbell, dkk. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Subowo. 1995. Biologi Sel. Bandung : Angkasa. Anonimous. 2008. Membran Plasma. http://ms.wikipedia.org/wiki/Membranplasma. 06 Februari 2008. Anonimous. 2008. Permeabilitas. http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/prak_biologi. 07 Maret 2008. JAWABAN PERTANYAAN : 1. Perlakuan panas terhadap permeabilitas membran mengakibatkan kerusakan protein jika suhu lebih dari 60oC yang juga akan mengakibatkan kerusakan dinding sel sehingga dapat mengeluarkan pigmen lebih banyak akibat dari denaturasi pada protein,. 1. Perlakuan pembekuan permeabilitas mengakibatkan kerusakan fosfolipid dan protein yang membentuk kristal tajam yang dapat merusak dinding sel sehingga mengeluarkan pigmen lebih banyak daripada perlakuan panas. 1. Hubungan pengaruh senyawa-senyawa organik dengan susunan kimia membran adalah membran sel terdiri dari protein dan fospolipid yang peka terhadap senyawa organik seperti aseton, benzen, dan methanol. Untuk larutan yang polar ( methanol ) dapat larut dalam air, sehingga dapat melarutkan protein dan hanya lipid yang tersisa. Oleh karena itu akan timbul celah-celah dari lipid tersebut yang memiliki daya tembus yang besar. Sedangkan untuk larutan yang non polar ( benzen dan aseton), merupakan larutan organik yang dapat melarutkan protein dan lipid sekaligus, sehingga merusak struktur membran dan cairan akan keluar tanpa ada yang meghalangi dan laju cairan dari luar sel akan masuk tanpa ada penghalang. 1. Hubungan sifat-sifat molekul hidrofilik dan hidrofobik dengan permeabilitas membran adalah : molekul hidrofilik merupan molekul yang suka terhadap air dan bersifat polar sehingga dalam hal ini adalah methanol dan aquades serta molekul-molekul lain yang tidak bermuatan akan akan lebih mudah masuk ke dalam sel melalui membran. Sedangkan molekul hidrofobik adalah molekul yang tidak suka air dan bersifat non polar dalam hal ini adalah aseton dan benzen sehingga sukar melewati membran. Sifat molekul hidrofilik dan hidrofobik sangat berpengaruh dalam permeabilitas membran sehingga membran bersifat lebih selektif . Molekul hidrofilik dan hidrofobik berfungsi sebagai gerbang dan sebagai pompa http://rizkynazar08.student.ipb.ac.id/2010/06/20/laporan-fisiologi-tumbuhan-komposisi-kimia-membran-sel-dan-faktor-faktor-yang-mempegaruhi-permeabilitas/ http://www.google.com/imgres?imgurl=http://biologi.blogsome.com/wp-admin/images/membran2.gif&imgrefurl=http://biologi.blogsome.com/2007/07/05/membran-sel-2/&h=295&w=526&sz=64&tbnid=COqClQMJg8oLvM:&tbnh=74&tbnw=132&prev=/images%3Fq%3Dgambar%2Bmembran%2Bsel%2Btumbuhan&zoom=1&q=gambar+membran+sel+tumbuhan&usg=__quupaSW_HXDPyYttfuqhegzMifM=&sa=X&ei=fRd-TcSWLMTqrAePwMXEBQ&ved=0CBsQ9QEwAA puyyyyyyyyyyyy