Semua sel, dari basil prokariotik sederhana sampai organisme multiseluler kompleks dikelilingi oleh membran (selaput). Membran bertindak sebagai penghalang selektif, membiarkan beberapa zat masuk ke dalam sel dan mencegah masuknya zat lain, dan juga secara aktif mengangkut zat antara bab dalam dan luar sel, memakai energi seluler untuk melakukannya.
Membran sel penting dalam mengatur konsentrasi banyak zat yang harus dijaga dalam batas yang ketat. Sel juga mengandung kompartemen terikat membran, di mana membran bertindak sebagai penghalang untuk pemisahan lingkungan yang berbeda, menyerupai lisosom yang mempunyai pH tinggi yang akan menjadi racun bagi bab sel lainnya. Selanjutnya, lipid yaitu molekul polar yang umumnya larut dalam pelarut organik alasannya yaitu banyaknya ikatan nonpolar dalam lipid. Kemampuan mereka untuk membentuk membran yaitu sebagai hasil dari sifat hidrofobik mereka, yang dikontribusikan oleh asam lemak mereka. Membran bersifat amphipatik.
Lipid Bilayer
Orang pertama yang menghubungkan lipid dengan membran sel mungkin yaitu Charles Ernest Overton, yang mempelajari hereditas pada tanaman. Bagian dari studinya melibatkan mempelajari zat mana yang diserap ke dalam sel tumbuhan paling cepat. Setelah mengkarakterisasi sejumlah besar zat, ia tiba dengan gagasan bahwa membran sel terdiri dari sesuatu yang menyerupai dengan lipid yang ditemukan dalam minyak nabati, dan bahwa zat diserap ke dalam sel dengan melarutkan melalui membran.
Langkah besar berikutnya tiba dikala Gorter dan Grendel mengekstraksi lipid dari sel darah merah dan membandingkan luas permukaan lipid yang tersebar di air dibandingkan dengan luas permukaan sel darah merah. Mereka menemukan luas permukaan lipid dua kali lipat dari sel darah merah, dan menyimpulkan bahwa lipid harus diatur dalam lapisan dua molekul lipid yang tebal. Lipid Bilayer yaitu membran lapisan ganda yang terbentuk dari fosfolipid. Fosfolipid terdiri dari kelompok kepala polar dan ekor asam lemak non-polar. Susunan fosfolipid menciptakan membran sel bersifar permeabel.
Asam lemak
Asam lemak yaitu asam karboksilat linier dengan rantai hidrokarbon yang panjang. Dalam asam lemak, rantai hidrokarbon non-polar memperlihatkan molekul abjad non-polar Asam lemak biasanya mempunyai antara 14 dan 24 atom karbon dan rantai karbon mereka mungkin mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap. Dalam asam lemak yang terjadi secara alami, ikatan rangkap ini sebagian besar dalam konfigurasi cis.
Asam lemak mempunyai nama umum dan nama sistematis. Nama sistematis didasarkan pada alkana atau alkena dengan jumlah atom karbon yang sama, dengan e simpulan hidrokarbon diganti dengan asam oat, kalau rantai karbon asam lemak jenuh (tanpa ikatan rangkap dalam rantai karbonnya), dan “asam enoat” kalau ada dua kali lipat dalam rantai karbonnya. Misalnya Laurate yaitu asam lemak dengan 12 atom karbon dan tanpa ikatan rangkap, sehingga nama sistematisnya yaitu asam dekanoat, dan bentuk terionisasi yaitu dodekanoat. (tabel asam lemak jenuh) Jika ada ikatan rangkap, lokasi ditandai dengan simbol Δ dengan nomor superskrip yang memperlihatkan lokasi ikatan rangkap dan didahului oleh cis atau trans untuk memperlihatkan konfigurasi (tetapi hampir selalu cis). Atom karbon dihitung dari ujung karboksil, jadi asam dodekanoat dengan ikatan rangkap cis antara atom karbon 9 dan 10 adalah: cis-Δ9-dodekanoat.
Atom karbon nomor 2, 3 dan terakhir masing-masing disebut atom α, β, dan ω.
Asam lemak biologis biasanya mengandung jumlah atom karbon yang genap, dengan jumlah 16 dan 18 yang paling umum. Panjang rantai asam lemak dan derajat kejenuhan berkontribusi besar pada sifat-sifatnya yang berbeda. Semakin pendek panjang rantai dan semakin tidak jenuh dalam asam lemak meningkatkan fluiditasnya, sehingga menurunkan titik lelehnya.
Fosfogliserida
Fosfogliserida yaitu ester dari dua asam lemak, asam fosfat dan trifungsional alkohol-gliserol. Asam lemak menempel pada gliserol pada posisi 1 dan 2 pada gliserol melalui ikatan ester. Fosfogliserida terdiri dari tulang punggung gliserol dengan substituen dalam pengaturan berikut:
- Hidroksil # 1 gliserol biasanya diesterifikasi menjadi asam lemak jenuh
- Hidroksil # 2 dari gliserol biasanya diesterifikasi menjadi asam lemak tak jenuh
- Hidroksil # 3 gliserol diesterifikasi menjadi gugus fosfat
Sfingolipid
Adalah jenis lipid kedua yang ditemukan dalam membran sel, terutama sel saraf dan jaringan otak. Mereka tidak mengandung gliserol, tetapi mempertahankan dua alkohol dengan posisi tengah ditempati oleh amina dan mempunyai bentuk keseluruhan yang sama dengan fosfogliserida tetapi mempunyai kimia yang berbeda, memakai Sfingosina sebagai pengganti gliserol. Sfingosina mempunyai ekor hidrokarbon panjang yang menyerupai dengan asam lemak yang menempel pada struktur yang menyerupai dengan serin asam amino. Asam lemak sanggup menempel pada gugus amina, dan gugus “kepala” sanggup menempel pada hidroksil. Sfingolipid diberi nama sesuai dengan kelompok kepala ini:
- Jika tidak ada kelompok kepala itu disebut Seramid
- Jika kelompok kepala yaitu fosfat dan kolin, itu disebut Sfingomielin
- Jika kelompok kepala yaitu gula, itu disebut glikosphingolipid (atau glikolipid)
Mayoritas sphingolipid yaitu tipe ketiga, glikosphingolipid. Diperkirakan mereka mempunyai fungsi dalam pengenalan dan pemberian sel selain tugas struktural mereka dalam membran.
Pembentukan Bilayer
Jika kita membandingkan struktur fosfogliserida dan sphingolipid, kita melihat bahwa mereka yaitu senyawa yang sangat mirip. Setiap lipid mempunyai dua “ekor” hidrokobia hidrofobik panjang dan satu “kepala” polar. Karena molekul mempunyai gugus polar dan nonpolar, molekul ini disebut amfipatik. Ini yaitu sifat amfipatik dari molekul-molekul ini yang menjadikan mereka membentuk bilayer, yang dimediasi oleh empat kekuatan:
- Efek hidrofobik – ini menjadikan ekor hidrofobik bergabung. Ini yaitu kekuatan terkuat yang mendorong pembentukan bilayer. Ini yaitu konsekuensi dari peningkatan entropi dalam molekul air dikala zat-zat non polar teragregasi dalam air.
- Gaya Van der Walls antara ekor hidrofobik.
- Gaya elektrostatik dari kelompok kepala.
- Ikatan hidrogen antara kelompok kepala.
Salah satu struktur yang mungkin memenuhi gaya di atas disebut misel. Hal ini biasa terjadi dengan asam lemak bebas, tetapi tidak dengan sebagian besar fosfogliserida dan sphingolipid alasannya yaitu kelompok-kelompok ini mempunyai rantai asil dua kali lebih banyak per kepala daripada asam lemak (gambar), dan sulit untuk mengemas semuanya ke dalam pusat misel. Fosfolipid dan sphingolipid lebih sering membentuk lapisan ganda dalam lembaran atau bola. Inilah yang disebut lipid bilayer. Bilayer lipid sanggup ditembus oleh molekul air dan molekul kecil lain yang tidak bermuatan menyerupai oksigen, karbon dioksida. Lembaran bimolekul yang dibuat oleh molekul amphipathic di mana gugus hidrofobik berada di bab dalam lembaran dan yang hidrofilik berada di bab luar yang berair.
Sumber https://infoana.comm
