Dokumen ini membahas struktur dan fungsi membran sel, termasuk berbagai organel seperti inti sel, ribosom, dan mitokondria yang berperan dalam proses transportasi dan metabolisme sel. Proses transportasi di membran meliputi transport pasif dan aktif dengan melibatkan berbagai protein, serta konsep osmosis dan tonisitas dalam mempengaruhi pergerakan molekul. Selain itu, dibahas pula mekanisme seperti endositosis dan eksitosis yang terlibat dalam sekresi dan pengambilan zat oleh sel.

1. STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL
Hafiz Muchti Kurniawan

2. Gambaran umum : Hidup di Tepian

3. Sejarah Penemuan Model Membran Sel

4. Kenaekaragaman sel

7. Keragaman kebutuhan kimia sel
https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/12/a-new-kind-of-
soft-battery-inspired-by-the-electric-eel/548261/
https://www.shutterstock.com/image-
vector/sperm-ovum-anatomy-vector-
illustration-isolated-1371459971
https://microbeonline.com/oxygen-requirements-for-pathogenic-bacteria/

8. Komposisi kimia sel yang sama

10. • Sel induk bereplikasi terkadang
menghasilkan sel anak yang termutasi
• sel anak belum tentu merupakan replika
persis dari induknya
• Mutasi dapat membuat keturunan yang
berubah menjadi lebih buruk, berubah
menjadi lebih baik atau berubah secara
netral.
• pola hereditas mungkin diperumit oleh
reproduksi seksual
• Prinsip-prinsip sederhana dari perubahan
dan seleksi genetik ini, yang diterapkan
berulang kali selama miliaran generasi sel,
adalah dasar evolusi

11. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231715000336

13. Organelles Cooperate
Organelles work together to allow the cell
to accomplish its job.

14. The Nucleus
• Controls the cell by giving directions to make
proteins, especially enzymes.
• It also contains DNA and copies its genetic
material so that when the cell divides, the new
cell is exactly the same as the original.

15. Ribosomes

16. Endoplasmic Reticulum
(ER)
• A system of folded membranes
that transport proteins within the
cell

17. Peran karbohidrat Membran dalam pengenalan
sel dengan sel
• G.A. tags proteins and exports
them outside the cell in membrane
bubbles called vesicles.

18. Lysosomes
• Membranous sac filled with
enzymes (certain type of protein)
that break down used organelles
and large molecules

19. • Vacuoles
are sacs
that store
water and
other
materials
• Vacuoles
are in
plant
cells.

20. • Capture the sun’s energy to make
glucose in plants and algae. The
energy is stored in chemical bonds.

21. • Bonds are broken in molecules of
glucose to release energy which is
stored or used as ATP.

22. Cell Membrane
• Regulates what enters and leaves the cell.

23. Cell wall
• The cell wall provides support to
plant cells and bacteria.

24. Cytoplasm

26. SISTEM TRANSPORT PADA
MEMBRAN
Transport molekul dari dan ke dalam sel
melalui membran bertujuan untuk:
-Memasukkan komponen nutrien yang penting
untuk metabolisme sel
- Membuang produk limbah metabolisme sel
-Mengatur konsentrasi ion intraseluler
Protein membran memegang peranan penting
dalam transport molekul pada sel
 15 – 30 % protein pada sel adalah protein
transport

27. Perbandingan konsentrasi ion di dalam dan di
luar sel

28. ■ Lapisan “Lipid bilayer” mempunyai permeabilitas
yang berbeda terhadap berbagai macam molekul
Cepat berdifusi melewati “lipid bilayer
Dapat berdifusi, tetapi lambat
Dapat berdifusi, tetapi sangat lambat
Tidak dapat berdifusi  impermeabel

29. 2 Kelas Utama Protein Transport pada
Membran
1. Protein pembawa (“Carrier”) = permeases =
transporters
Mengikat molekul yang akan dibawanya kemudian
mengalami perubahan konformasi sehingga akhirnya
dapat menmindahkan molekul tsb dari luar sel ke dalam
sel atau sebaliknya.
2. Protein kanal
Membentuk pori/kanal pada lipid bilayer, ketika pori
terbuka membiarkan molekul-molekul (terutama ion-
ion) melewatinya dari dan ke dalam sel atau sebaliknya.
Transport melalui protein kanal lebih cepat dibandingkan
dengan
protein “carrier”
1. Protein “carrier 2. Protein kanal

30. Transport pada membran yang diperantarai
oleh protein membran bersifat :
♦ pasif,
- karena adanya perbedaan konsentrasi
molekul di
dalam dan di luar sel (konsentrasi gradient)
- melewati protein kanal atau protein
“carrier”
♦ aktif,
- karena adanya aktifitas “memompa”
molekul-molekul
yang mempunyai perbedaan sifat
elektrokimia
(electrochemical gradient) oleh protein
“carrier”.
- menggunakan energi, seperti ATP

32. 3 jenis transport aktif dari protein membran:
1. Tranfer molekul melalui ikatan dengan protein carrier
(“couple carrier”)
2. Sistem pemompaan yang menggunakan ATP (“ATP-driven
pump”)
3. Sistem pemompaan yang menggunakan sinar (“light-driven
pump”)

33. Transport melalui protein “carrier”
■ Bersifat pasif atau aktif
■ Mekanisme proses transport molekul mirip dengan
reaksi enzim-substrat: tiap molekul protein “carrier”
mempunyai satu atau lebih tempat ikatan (“binding
site”) yang spesifik untuk molekul yang akan
ditranfernya.

34. ■ ada 3 tipe transport yang diperantarai oleh protein
“carrier”:
1. Uniport
Transport sederhana suatu molekul dari sisi
membran yang
satu ke sisi yang lain.
2. Simport
Tranfer suatu molekul tergantung dari molekul yang
lain dalam
arah yang sama
3. Antiport
Tranfer suatu molekul tergantung dari molekul yang
lain
dengan arah yang saling berbeda

35. Contoh:
♦ simport : “ATP-driven Na+ pump” pada sel epitel usus halus dan ginjal
ATP membantu transport Na+ sekaligus glukosa dari luar sel
ke dalam sel
♦ antiport : * “Na+ - H+ exchanger” pada kebanyakan sel
Sistem transport yang memasukan Na+ tetapi mengeluarkan H+
* “Na+ - Ca2+ exchanger” pada sel eukariota
Sistem tranport yang memasukan Na+ dan mengeluarkan Ca2+
Penting dalam menjaga konsentrasi yang rendah ion Ca2+ di
sitoplasma sel
* “Na+ - K+ pump” pada semua sel hewan
Sistem transport yang memasukkan Na- dan mengeluarkan K+
Dapat dihambat oleh senyawa ouabain atau K+ inhibitor

36. Tranport molekul melalui protein kanal
-Protein kanal membentik pori yang bersifat hidrofilik
-Mentranfer ion  disebut kanal ion, yang selektif terhadap
ion tertentu.
-Dapat tertutup dan kemudian terbuka (“gated”).
-Terbukanya kanal ion karena adanya stimulus, yang berupa:
* perubahan tegangan pada membran (Votage-gated channel)
* stress mekanik (mechanically gated channel)
* ikatan dengan ligan (ligand-gated channel),
# karena adanya molekul mediator ekstraseluler, misalnya
neurotansmitter (transmitter-gated channel)
# karena adanya molekul mediator intraseluler, berupa ion
(ion-gated channel) atau nukleotida (nukleotida-gated
channel)
-

37. Mekanisme proses tertutup dan terbukanya
kanal ion

38. Channel protein

39. Carrier protein

40. Cell recognition protein

41. Receptor protein

42. Enzymatic proteinExample of
Enzymatic
activity
associated
with a
membrane:
G-protein
cascade
G-PROTEIN
ANIMATION 2
G-protein
animation 3

43. Permeability of the Cell Membrane-
Differentially Permeable

44. Permeability of the Cell
Membrane

45. • Diffusion
– the passive movement of molecules from
a higher to a lower concentration until
equilibrium is reached.
–How can we explain diffusion?
–Gases move through plasma membranes
by diffusion.
• Osmosis– A special case of diffusion
DIFFUSION

46. Process of diffusion

49. Gas exchange in lungs by
diffusion

50. Osmosis
The diffusion of water
across a differentially
permeable membrane
due to concentration
differences

52. Question:
What’s in a Solution?
Answer:
• solute + solvent 
solution
• NaCl + H20 
saltwater

53. TONICITY
• Refers to the concentration of
SOLUTES
• Is a RELATIVE term, comparing two
different solutions
• Hypertonic
• Hypotonic
• Isotonic

54. Hypertonic
• A solution with a greater solute
concentration compared to another solution.
3% NaCl
97% H2O
Red Blood Cell
5% NaCl
95% H2O
solution
Which
way
will
the
water
move?

55. Hypotonic
• A solution with a lower solute concentration
compared to another solution.
3% Na
97% H2O
Red Blood Cell
1% Na
99% H2O
solution
Which
way
will
the
water
move?

56. Isotonic
• A solution with an equal solute
concentration compared to another
solution.
3% Na
97% H2O
Red Blood Cell
3% Na
97% H2O
solution
Which
way
will
the
water
move?

57. ISOTONIC SOLUTION

58. HYPOTONIC SOLUTION

59. HYPERTONIC SOLUTION

60. • Function—Transport. Are
specific, combine with only a
certain type of molecule.
• Types
–Facilitated transport--passive
–Active transport—requires
energy
Carrier Proteins

61. Facilitated Transport

62. Active Transport

63. The sodium-potassium pump

64. • Exocytosis---Cellular secretion
• Endocytosis—
–Phagocytosis— “Cell eating”
–Pinocytosis– “Cell drinking”
–Receptor-mediated
endocytosis-specific particles,
recognition.
Exocytosis and
Endocytosis

65. Exocytosis

66. Phagocytosis
Phagocytosis 1
Phagocytosis 2

67. Pinocytosis

68. Receptor-mediated
Endocytosis

69. SUMMARY
• Phospholipid Bilayer
• Fluid Mosaic Model
• Membrane Proteins
• Diffusion
• Facilitated Diffusion
• Osmosis
• Bulk Transport
• Active Transport

70. Membran potensial
Suatu keadaan pada membran sel, dimana terjadi perbedaan dalam
muatan listik pada kedua sisinya.
Apabila tidak ada aliran ion melewati membran  tercapai keadaan
keseimbangan (disebut membran potensial yang istirahat)
Keadaan keseimbangan secara kuantitatif dapat dinyatakan dengan
“Persamaan Nerst” :
RT ln Co
zF Ci
V =
V = keseimbangan potensial (volt)
Co dan Ci = konsentrasi ion di dalam dan di luar sel
R = konstanta gas (2 cal mol-1 K-1)
T = temperatur
K = konstanta Faraday (2,3 x 104 cal V-1 mol-1)
z = valensi (muatan) ion
ln = logaritmus

71. Terima kasih

72. • 1. INTI SEL
• 2. KROMOSOM
• 3. MITOKONDRIA
• 4. RIBOSOM
• 5. GOLGI
• 6. VAKUOLA
• 7. RETIKULUM ENDOPLASMA
• 8. MENBRAN SEL