Language
Country/Area
No result found
Fluiditas membran sel: Mengapa mereka begitu aktif seperti cairan?
Sel merupakan unit dasar kehidupan, dan membran sel, yang bertanggung jawab untuk membungkus dan melindungi lingkungan internal sel, memainkan peran penting dalam pengoperasian fungsi sel. Sejak ahli biologi Seymour Jonathan Singer dan Garth L. Nicolson mengusulkan "model mosaik fluida" pada tahun 1972, komunitas ilmiah telah memperoleh pemahaman baru tentang struktur dan fungsi membran sel. Model ini menjelaskan komposisi kimia, struktur, dan fluiditas membran sel dan mengungkap bagaimana membran sel memberikan fleksibilitas yang diperlukan untuk aktivitas sel.
Fluiditas: blok pembangun membran selModel mosaik fluida adalah model yang merangkum dua karakteristik utama membran, fluiditas dan keanekaragaman, dan memandu banyak studi biologi.
Inti membran sel adalah lapisan lipid yang terdiri dari dua lapisan membran fosfolipid, yang membuat membran sel menjadi cair dan elastis. Fluiditas ini berarti bahwa molekul protein dalam membran tidak diam tetapi bebas berdifusi melintasi bidang membran pada berbagai tingkat.
Para peneliti telah menunjukkan fenomena ini melalui eksperimen pelabelan, difraksi sinar-X, dan kalorimetri. Studi-studi ini mengungkapkan sifat dinamis molekul dalam membran sel monolitik, sangat kontras dengan model statis sebelumnya. Banyak model sebelumnya, seperti model membran unit Robertson dan model tiga lapisan Davson-Danielli, gagal menjelaskan sepenuhnya sifat dinamis yang penting ini.
Simetri dan asimetri membranPenelitian modern menunjukkan bahwa dua lapisan membran sel tidak simetris, tetapi memiliki pembagian fungsional tertentu. Asimetri ini memiliki implikasi mendalam bagi proses biologis seperti transduksi sinyal. Kolesterol dan protein lain yang berinteraksi menjadi terkonsentrasi dalam rakit lipid, memungkinkan pensinyalan sel yang lebih efisien dalam batas-batas kecil ini.
Fluiditas memberikan elastisitas pada membran sel, yang memungkinkan sel beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan mempertahankan stabilitas internal.
Pembengkokan dan perubahan bentuk membran
Membran sel tidak selalu datar. Karena asimetri lipid dan organisasinya, membran sel dapat menghasilkan kelengkungan lokal, yang khususnya terlihat selama pembelahan sel dan pembentukan vesikel. Lengkungan ini biasanya didorong oleh sekelompok protein (wilayah BAR) yang membantu membran terbentuk menjadi vesikel kecil yang berperan dalam berbagai proses organisasi dalam sel.
Pergerakan lipid dalam membran
Pada tahun 1970-an, para ilmuwan menemukan bahwa molekul lipid individu dapat berdifusi bebas secara lateral di dalam lapisan membran lipid. Kecepatan gerakan ini mengejutkan komunitas ilmiah, karena molekul lipid rata-rata dapat berdifusi sejauh 2 mikrometer dalam waktu sekitar 1 detik. Namun, sementaraLipid kadang-kadang dapat mengalami gerakan "membalik", proses ini relatif jarang dan biasanya memerlukan bantuan enzim yang disebut flippase.
Keterbatasan mobilitas dan pembentukan domain membran
Meskipun difusi bebas terjadi di dalam membran sel, dalam beberapa kasus pergerakan lipid dan protein dibatasi oleh partisi spasial (zonasi). Pembatasan ini dapat berkontribusi pada pembentukan rakit lipid dan "pagar sitoskeletal," yang tidak hanya memengaruhi keseluruhan struktur membran tetapi juga pensinyalan dan fungsi sel lainnya.
Rakit lipid merupakan komponen penting membran sel dan memiliki dampak signifikan pada efisiensi pensinyalan sel.
Interaksi dan struktur protein membran sel
Protein dalam membran sel tidak ada dalam isolasi, tetapi dalam bentuk kompleks. Pengikatan protein membran ini sangat penting untuk fungsi seluler seperti pengangkutan ion dan metabolit, transduksi sinyal, dan adhesi sel. Selain itu, protein ini mengikat matriks ekstraseluler dan filamen sitoskeleton di dalam sel, dan interaksi ini memainkan peran penting dalam bentuk dan struktur membran.
Tinjauan Sejarah
Sejarah penelitian membran sel dapat ditelusuri kembali ke tahun 1895, ketika ilmuwan Ernest Overton pertama kali mengajukan hipotesis bahwa membran sel tersusun dari lipid. Seiring berjalannya waktu, banyak model dan penemuan penting telah muncul, misalnya, pada tahun 1925 Evert Gorter dan François Grendel menggambarkan struktur dua lapis membran sel darah merah, dan model mosaik fluida muncul pada tahun 1972, yang masih digunakan hingga saat ini. Dasar penelitian.
Singkatnya, karakteristik fluiditas membran sel dan komposisi kompleksnya merupakan isu inti dalam biologi sel. Model ini tidak hanya menjelaskan dinamika struktural dan fungsional membran sel, tetapi juga menginspirasi banyak penelitian berikutnya. Akankah penelitian di masa mendatang mengungkap lebih banyak misteri membran sel dan menyelidiki lebih dalam perannya dalam sirkulasi darah dan penyakit?
