Fosfolipid bilayer adalah

Fosfolipid Bilayer adalah suatu selaput yang terdiri dari dua lapisan fosfolipid. Kepala (wilayah polar) dari masing-masing molekul fosfolipid berorientasi pada bagian luar bilayer. Ekor (wilayah nonpolar) dari setiap molekul fosfolipid berorientasi pada interior lapisan ganda. Orientasi ini disebabkan oleh efek hidrofobik.

Semua sel dikelilingi oleh membran sel yang membentuk penghalang antara sel dan sekitarnya. Membran ini sering disebut sebagai bilayer fosfolipid. Seperti yang mungkin Anda tahu dari namanya, fosfolipid bilayer terdiri dari dua lapisan lipid. Fluiditas membran ini harus dipertahankan dalam kisaran tertentu agar sel dapat berfungsi dengan baik. Ada sejumlah faktor yang membantu mempengaruhi fluiditas membran. Sebelum kita meninjau faktor-faktor tersebut, mari kita mulai dengan tinjauan singkat tentang struktur bilayer.

Fosfolipid

Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus fosfat dan merupakan komponen utama membran sel. Fosfolipid terdiri dari kepala hidrofilik (suka air) dan ekor hidrofobik (takut air) (lihat gambar di bawah). Fosfolipid pada dasarnya adalah trigliserida di mana asam lemak telah digantikan oleh gugus fosfat.

Fosfolipid terdiri dari kepala dan ekor. “Kepala” molekul mengandung gugus fosfat dan bersifat hidrofilik, artinya akan larut dalam air. “Ekor” molekul terdiri dari dua asam lemak, yang bersifat hidrofobik dan tidak larut dalam air.

Rantai asam lemak panjang dari fosfolipid adalah nonpolar dan karenanya menghindari air karena ketidaklarutannya. Dalam air, fosfolipid secara spontan membentuk lapisan ganda yang disebut lipid bilayer di mana ekor hidrofobik molekul fosfolipid terjepit di antara dua lapisan kepala hidrofilik (lihat gambar di bawah). Dengan cara ini, hanya kepala molekul yang terpapar ke air, sedangkan ekor hidrofobik hanya berinteraksi satu sama lain.

Apa itu Fosfolipid Bilayer?

Lapisan ganda lipid adalah penghalang yang menjaga ion, protein, dan molekul lain di tempat yang dibutuhkan, mencegah penyebarannya. Mengandung tebal nanometer,  tahan terhadap sebagian besar molekul yang larut dalam air (molekul hidrofilik), tahan terhadap ion yang memungkinkan sel untuk mengatur konsentrasi garam dan pH dengan mengangkut ion melalui membrannya protein yang disebut pompa ion atau saluran ion.

Fosfolipid Bilayer biologis terdiri dari fosfolipid amfifilik, memiliki kepala fosfat hidrofilik dan ekor hidrofobik yang terdiri dari dua rantai asam lemak. Fosfolipid dengan gugus tertentu di kepalanya dapat mengubah permukaan kimiawi lapisan ganda dan dapat berfungsi sebagai sinyal “jangkar” untuk molekul lain pada membran sel.

Seperti kepala, ekor lipid juga dapat mempengaruhi sifat membran yang menentukan fase bilayer. Lapisan ganda dapat mengadopsi keadaan fase gel padat pada suhu rendah, tetapi dapat menjalani transisi fase dari keadaan fluida pada suhu yang lebih tinggi, sifat kimiawi dari ekor lipid mempengaruhi pada suhu apa ini terjadi. Pengemasan lipid dalam lapisan ganda memengaruhi sifat mekanisnya, termasuk ketahanan terhadap peregangan dan pembengkokan. Banyak sifat telah dipelajari dengan lapisan ganda “model” buatan yang diproduksi di laboratorium. Vesikel yang terbuat dari lapisan ganda buatan juga digunakan secara klinis untuk mengantarkan obat.

Membran biologis mencakup beberapa jenis molekul selain fosfolipid, contoh yang sangat penting dalam sel hewan adalah kolesterol, karena membantu memperkuat lapisan ganda dengan mengurangi permeabilitasnya dan mengatur aktivitas protein membran integral tertentu. Protein membran integral berfungsi ketika mereka dimasukkan ke dalam lapisan ganda lipid, dan mereka melekat erat pada lapisan ganda lipid dengan bantuan cangkang lipid annular. Karena lapisan ganda menentukan batas dan kompartemen sel, protein membran ini terlibat dalam banyak proses pensinyalan intra dan antar seluler. Jenis protein membran tertentu terlibat dalam proses fusi bilayer. Fusi ini memungkinkan penyatuan dua struktur yang berbeda seperti dalam pembuahan sel telur oleh sperma atau masuknya virus ke dalam sel. Karena lapisan ganda lipid cukup rapuh dan tidak terlihat dalam mikroskop tradisional, maka sulit untuk mempelajarinya, itulah sebabnya eksperimen memerlukan teknik lanjutan seperti mikroskop elektron dan mikroskop gaya atom.

Struktur

Eden-5.png

Fosfolipid Bilayer terdiri dari dua lapisan lipid. Setiap lipid mengandung ekor hidrofobik (menolak air) dan kepala hidrofilik (menarik air). Bentuk lipid menjadi bilayer dengan ekor hidrofobik menghadap bagian dalam bilayer membentuk daerah hidrofobik yang disatukan, sebagian, dengan gaya antarmolekul di antara ekor. Kepala hidrofilik membentuk daerah hidrofilik di kedua sisi bilayer yang dapat berinteraksi dengan lingkungan yang kaya air di kedua sisi bilayer.

Fungsi

Fosfolipid bilayer adalah komponen penting membran sel. Fosfolipid bilayer  berfungsi sebagai penghalang untuk meloloskan molekul dan ion ke dalam dan ke luar sel. Namun, fungsi penting dari membran sel adalah untuk memungkinkan bagian selektif dari zat tertentu masuk dan keluar dari sel. Ini dilakukan dengan menanamkan berbagai molekul protein di dalam dan melalui lipid bilayer. Protein ini membentuk saluran di mana ion dan molekul tertentu dapat bergerak. Banyak protein membran juga mengandung karbohidrat yang menempel pada bagian luar lipid dwilapis, yang memungkinkannya untuk membentuk ikatan hidrogen dengan air.

Faktor-faktor yang mempengaruhi fluiditas bilayer

1. Panjang ekor asam lemak.

Panjang ekor asam lemak berdampak pada fluiditas membran. Ini karena interaksi antarmolekul antara ekor fosfolipid menambah kekakuan pada membran. Sebagai hasilnya, semakin panjang ekor fosfolipid, semakin banyak interaksi antara ekor yang mungkin dan semakin sedikit cairan membran.

2. Suhu.

Dengan meningkatnya suhu, demikian juga fluiditas fosfolipid bilayer. Pada suhu yang lebih rendah, fosfolipid dalam lapisan ganda tidak memiliki banyak energi kinetik dan mereka berkumpul bersama lebih dekat, meningkatkan interaksi antarmolekul dan mengurangi fluiditas membran. Pada suhu tinggi proses yang berlawanan terjadi, fosfolipid memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya antarmolekul yang menyatukan membran, yang meningkatkan fluiditas membran.

3. Kandungan kolesterol bilayer.

Kolesterol memiliki hubungan yang agak lebih rumit dengan fluiditas membran. Anda dapat menganggapnya sebagai penyangga yang membantu menjaga fluiditas membran agar tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah pada suhu tinggi dan rendah.

Pada suhu rendah, fosfolipid cenderung berkelompok, tetapi steroid dalam bilayer fosfolipid mengisi di antara fosfolipid, mengganggu interaksi antarmolekulnya dan meningkatkan fluiditas.

Pada suhu tinggi, fosfolipid semakin terpisah. Dalam hal ini, kolesterol dalam membran memiliki efek sebaliknya dan menarik fosfolipid bersama-sama, meningkatkan kekuatan antarmolekul dan mengurangi fluiditas.

4. Tingkat kejenuhan ekor asam lemak.

Ekor fosfolipid dapat jenuh atau tidak jenuh. Istilah jenuh dan tak jenuh mengacu pada ada atau tidaknya ikatan rangkap di antara karbon dalam ekor asam lemak. Ekor jenuh tidak memiliki ikatan rangkap dan sebagai hasilnya memiliki ekor lurus dan tidak terpotong. Ekor tak jenuh memiliki ikatan rangkap dan, sebagai akibatnya, memiliki ekor yang bengkok dan kusut.

Seperti yang dapat Anda lihat di atas, ekor asam lemak jenuh diatur sedemikian rupa sehingga memaksimalkan interaksi antara ekor. Interaksi ini mengurangi fluiditas bilayer. Asam lemak tak jenuh, di sisi lain, memiliki jarak lebih jauh antara ekor dan dengan demikian lebih sedikit interaksi antarmolekul dan lebih banyak fluiditas membran.

Peran biologis

Peran utama bilayer lipid dalam biologi adalah untuk memisahkan kompartemen berair dari lingkungannya. Tanpa suatu bentuk batasan antara “diriku” dan “sesuatu yang lain”, sulit untuk mendefinisikan bahkan konsep tentang suatu organisme atau kehidupan. Penghalang ini berbentuk lapisan ganda lipid di semua bentuk kehidupan yang diketahui kecuali beberapa spesies archaea yang menggunakan lapisan tunggal lipid yang diadaptasi secara khusus.

Bahkan telah diusulkan bahwa bentuk kehidupan paling awal mungkin adalah vesikel lipid. Kapasitas biosintetiknya sederhana, yaitu menghasilkan lebih banyak fosfolipid. Kapasitas partisi dari lapisan ganda lipid didasarkan pada fakta bahwa molekul hidrofilik tidak dapat dengan mudah melintasi inti lapisan ganda hidrofobik, seperti yang dibahas dalam pengangkutan melalui dari bilayer di bawah. Inti, mitokondria, dan kloroplas memiliki dua lapisan ganda lipid, sedangkan struktur subseluler lainnya dikelilingi oleh lapisan ganda lipid tunggal (seperti membran plasma, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, dan lisosom).

Prokariota hanya memiliki satu lapisan ganda lipid – membran sel (juga dikenal sebagai membran plasma). Banyak prokariota juga memiliki dinding sel, tetapi dinding sel terdiri dari protein atau karbohidrat rantai panjang, bukan lipid.

Sebaliknya, eukariota memiliki berbagai organel, termasuk nukleus, mitokondria, lisosom, dan retikulum endoplasma. Semua kompartemen subseluler ini dikelilingi oleh satu atau lebih lapisan ganda lipid dan, bersama-sama, biasanya terdiri dari sebagian besar zona lapisan ganda yang ada di dalam sel. Dalam hepatosit hati, misalnya, membran plasma hanya mewakili dua persen dari total luas permukaan dua lapisan sel, sedangkan retikulum endoplasma mengandung lebih dari lima puluh persen dan mitokondria tiga puluh persen lebih banyak.



Leave a Reply