Apa yang disebut selektif permeabel dan selektif semipermeabel

Permukaan interior dan eksterior dari membran plasma tidak identik, yang menambah permeabilitas membran selektif. Membran plasma adalah asimetris. Daerah hidrofobik dan hidrofilik membran plasma membantu difusi beberapa molekul dan menghambat difusi yang lain.

Pengertian

Selektif Permeabel atau Permeabilitas selektif adalah sifat membran sel yang hanya memungkinkan molekul tertentu masuk atau keluar sel. Ini penting bagi sel untuk mempertahankan tatanan internalnya terlepas dari perubahan lingkungan. Misalnya, air, ion, glukosa, dan karbon dioksida mungkin perlu diimpor atau dikeluarkan dari sel tergantung pada aktivitas metaboliknya. Demikian pula, molekul pemberi sinyal mungkin perlu memasuki sel dan protein mungkin perlu dilepaskan ke dalam matriks ekstraseluler. Kehadiran membran permeabel selektif memungkinkan sel untuk melakukan kontrol atas kuantum, pengaturan waktu, dan laju pergerakan molekul-molekul ini.

Gerakan melintasi membran selektif permeabel dapat terjadi secara aktif atau pasif. Misalnya, molekul air dapat bergerak secara pasif melalui pori-pori kecil pada membran. Demikian pula, karbon dioksida yang dilepaskan sebagai produk sampingan dari respirasi dengan cepat berdifusi keluar dari sel. Beberapa molekul diangkut secara aktif. Misalnya, sel-sel di ginjal mengeluarkan energi untuk menyerap kembali semua glukosa, asam amino dan vitamin dari filtrat glomerulus bahkan melawan gradien konsentrasi. Kegagalan proses ini menyebabkan adanya glukosa atau produk sampingan dari metabolisme protein dalam urin; tanda-tanda diabetes.

Permeabilitas secara selektif

Membran plasma adalah asimetris: interior membran tidak identik dengan bagian luar membran. Bahkan, ada perbedaan yang cukup besar antara berbagai fosfolipid dan protein antara dua selebaran yang membentuk membran. Pada bagian dalam membran, beberapa protein berfungsi untuk jangkar membran serat sitoskeleton. Ada protein perifer pada bagian luar membran yang mengikat unsur-unsur dari matriks ekstraseluler. Karbohidrat, melekat pada lipid atau protein, juga ditemukan pada permukaan luar membran plasma. Kompleks karbohidrat ini membantu zat mengikat sel yang membutuhkan sel dalam cairan ekstraselular. Ini menambah signifikan pada sifat selektif membran plasma.

Ingatlah bahwa membran plasma amfifilik; yaitu, mereka memiliki daerah hidrofilik dan hidrofobik. Karakteristik ini membantu pergerakan beberapa bahan melalui membran dan menghalangi gerakan yang lain. Bahan lipid-dapat larut dengan berat molekul rendah dapat dengan mudah lolos dari inti lipid hidrofobik membran. Zat-zat seperti vitamin A yang larut dalam lemak, D, E, dan K mudah melewati membran plasma dalam saluran pencernaan dan jaringan lain.

Obat yang larut dalam lemak dan hormon juga mendapatkan kemudahan jalan ke dalam sel dan dapat segera diangkut ke jaringan tubuh dan organ. Molekul oksigen dan karbon dioksida tidak memiliki muatan dan sebagainya melewati membran melalui difusi sederhana.

Senyawa polar menjadi masalah bagi membran. Sementara beberapa molekul polar terhubung dengan mudah dengan luar sel, mereka tidak dapat dengan mudah melewati inti lipid dari membran plasma. Selain itu, sementara ion kecil bisa dengan mudah menyelinap melalui ruang-ruang di mosaik membran, muatan mereka mencegah mereka dari melakukan hal itu. Ion seperti natrium, kalium, kalsium, dan klorida harus memiliki cara khusus menembus membran plasma. Gula sederhana dan asam amino juga perlu bantuan dengan transportasi melintasi membran plasma, dicapai dengan berbagai protein transmembran (saluran).

Struktur Membran Selektif Permeabel

Membran sel tidak mudah divisualisasikan dengan mikroskop cahaya. Oleh karena itu, hipotesis tentang keberadaan mereka baru muncul pada akhir abad ke-19, hampir dua ratus tahun setelah sel pertama diamati. Pada berbagai titik, model yang berbeda telah mencoba menjelaskan bagaimana struktur membran mendukung fungsinya. Awalnya, membran seharusnya menjadi lapisan lipid sederhana yang membatasi sitosol dari daerah ekstraseluler. Setelah itu, model memasukkan daerah seperti gel semipermeabel di laut lipid untuk menjelaskan pergerakan air tetapi bukan partikel bermuatan. Setelah itu, kehadiran pori-pori diusulkan, memungkinkan molekul-molekul kecil bergerak bebas.

Saat ini membran sel dikatakan terbuat dari lapisan ganda fosfolipid yang permeabel selektif yang domain hidrofilnya menghadapi lingkungan berair di dalam dan di luar sel, dan domain hidrofobik saling berhadapan untuk membentuk lapisan ganda. Lapisan ganda lipid ini diselingi oleh molekul kolesterol, glikolipid, dan protein yang berlabuh atau melintasi seluruh membran. Protein ini membentuk saluran, pori atau gerbang untuk menjaga permeabilitas ion selektif, memberi sinyal molekul dan makromolekul berdasarkan kebutuhan sel.

Membran inti memiliki struktur yang berbeda dari semua membran sel lainnya. Ia memiliki kompleks pori nukleus- kompleks multiprotein seperti keranjang yang dapat ditembus dengan bebas ke air tetapi secara ketat memediasi transportasi inti makromolekul. Importin dan exportin adalah dua kelas protein yang secara aktif terlibat dalam transpor nukleus. Keduanya intensif energi dan setiap peristiwa transportasi melibatkan hidrolisis ikatan fosfat energi tinggi pada guanosin trifosfat. Arah pergerakan juga membutuhkan kehadiran molekul kecil bernama Ran, yang memiliki afinitas diferensial untuk substratnya berdasarkan apakah ia terikat ke GTP atau GDP.

Fungsi Selektif Permeabel

Permeabilitas selektif sangat penting untuk menciptakan lingkungan yang sangat berbeda di dalam sel dibandingkan dengan matriks ekstraseluler. Ini sama-sama relevan dalam menjaga integritas berbagai organel di dalam sel. Setiap organel adalah kompartemen kecil dengan fungsi khusus, membutuhkan konsentrasi protein, molekul kecil, dan ion yang optimal. Misalnya, respirasi sel di dalam mitokondria membutuhkan protein yang membantu proses ini diimpor secara selektif ke dalam organel, dan kimia internalnya harus tetap tidak terpengaruh oleh proses metabolisme sitoplasma lainnya. Demikian pula, setelah neuron mengirimkan sinyal elektrokimia, ia perlu pulih dan kembali ke potensi istirahatnya untuk mengaktifkan putaran aktivitas rangsang berikutnya. Hal yang sama terjadi di setiap sel otot jantung setiap kali jantung berdetak. Perubahan cepat dan skala besar dalam sifat elektrokimia sel-sel ini diperlukan untuk fungsinya dan membutuhkan adanya membran yang permeabel secara selektif.

Selektif Permeabel membran sangat penting untuk transportasi melintasi membran inti dalam sel eukariotik. Protein, asam nukleat, dan nukleotida yang terlibat dalam transkripsi harus diangkut secara selektif dan efisien ke dalam nukleus dan produk transkripsi harus diekspor tepat waktu. Inti memiliki lingkungan mikro yang berbeda dibandingkan dengan sitoplasma dan mekanisme transpor aktif sedang bekerja untuk mempertahankan perbedaan ini.

Ringkasan

Permukaan interior dan eksterior dari membran plasma tidak identik, yang menambah permeabilitas membran selektif. Zat larut lemak dapat lewat dengan mudah ke interior hidrofobik dari membran plasma dan berdifusi ke dalam sel.

Molekul polar dan molekul bermuatan tidak menyebar dengan mudah melalui inti lipid dari membran plasma dan harus diangkut melintasi oleh protein, gula, atau asam amino.