The world smalest test tube

 The world smalest test tube

Fosfolipid adalah unsur utama membran sel hidup. Membran ini membungkus bahan kimia di sel dan memungkinkan zat ini untuk melakukan reaksi yang diperlukan untuk proses kehidupan tanpa hambatan oleh peristiwa acak di luar membran. Baru-baru ini, ahli kimia telah menyiapkan struktur mirip sel — vesikel lipid — dari fosfolipid dan menggunakannya untuk melakukan reaksi kimia dengan menggabungkan isi dua vesikel lipid, dengan diameter sekitar 50 nanometer (miliaran meter) hingga beberapa mikrometer (sepersejuta) satu meter). Richard Zare, di Stanford University, yang merupakan salah satu dari mereka yang menggambarkan eksperimen ini, telah menyebut vesikel lipid ini "tabung reaksi terkecil di dunia."

Seperti ion-ion sabun, fosfolipid memiliki sifat menarik untuk bergabung menjadi kelompok-kelompok dengan sendirinya. Ion sabun dalam air secara alami mengelompokkan diri menjadi misel. Fosfolipid memiliki struktur kimia yang, mirip dengan ion sabun, Namun menghalangi perakitannya menjadi misel. Sebaliknya, mereka membentuk struktur lapisan. Dan dalam kondisi yang tepat, sebuah lapisan dapat terlipat kembali dengan sendirinya seperti kulit bola basket untuk menutup ruang, membentuk vesikel.

Lesitin adalah fosfolipid khas. Lipid adalah zat biologis seperti lemak dan minyak yang larut dalam pelarut organik; fosfolipid mengandung gugus fosfat. (Jika Anda seorang pembaca label, Anda mungkin telah melihat lesitin kedelai terdaftar sebagai bahan dalam produk makanan seperti roti.) Berikut adalah struktur umum lesitin:

R dan R menunjukkan gugus hidrokarbon panjang (mungkin 14 hingga 18 atom karbon).

Perhatikan bahwa, seperti ion sabun, fosfolipid memiliki ujung hidrofobik (dua gugus hidrokarbon) dan ujung hidrofilik (bagian ionik yang mengandung gugus fosfat, —PO42—). Seperti ion-ion sabun, molekul fosfolipid dalam air cenderung berasosiasi sehingga "kepala" hidrofilik mereka masuk ke dalam air, dengan "ekor" hidrofobik (atau hidrokarbon) menunjuk ke arah lain. Namun, ekor hidrokarbon dari molekul fosfolipid terlalu besar untuk diasosiasikan menjadi misel dan sebagai gantinya membentuk bilayer, lapisan dua molekul tebal. 

Gambar 12.34 menunjukkan model membran sel yang menampilkan struktur bilayer ini, dengan dua lapisan fosfolipid, ekor hidrokarbonnya mengarah ke dalam satu sama lain. Kepala hidrofilik disajikan dengan warna biru; ekor hidrofobik berwarna hijau. Perhatikan bahwa bagian dalam membran (ditunjukkan dengan warna hijau pucat) "berminyak" dari gugus hidrokarbon dan karenanya mengusir molekul atau ion yang dilarutkan dalam larutan air di luar dan di dalam sel. (Namun, sel harus berinteraksi dengan lingkungannya. Molekul protein yang tertanam di membran membentuk saluran atau pompa aktif untuk mengangkut molekul dan ion tertentu melintasi membran sel.)

Dalam salah satu eksperimen mereka, Zare dan rekan-rekannya membawa dua vesikel fosfolipid, masing-masing berdiameter mikrometer dan mengandung zat reaktan yang berbeda, bersama-sama di bawah mikroskop khusus. Ketika menyentuh vesikel, para peneliti mengirimkan pulsa listrik kepada mereka yang membuka pori kecil di setiap vesikel.

Dua vesikel bergabung menjadi satu, dan isinya bereaksi. Para ilmuwan mendeteksi molekul produk dari fluoresensi oranye yang mereka keluarkan ketika diradiasikan dengan sinar ultraviolet. Teknik yang dikembangkan para peneliti ini dapat memungkinkan para ilmuwan untuk meniru kondisi dalam sel biologis. Dan vesikel lipid mungkin suatu hari dirancang untuk memberikan obat ke sel-sel tertentu, (seperti sel kanker).

Sumber :Theodore L. Brown, Chemistry: The Central Science