Tinjauan PustakaPeranan Membran Sel dalam Transportasi Sel

Kevina Suwandi, Singgih Arto, Siska, Ricky Suryamin, Dianitha Pujantoro, Ega Farhatu Jannah,Cristofher Sitanggang, Adrian Jong Ulu, Erly Furhana FurnyKelompok A1

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jalan Arjuna Utara No. 06 Jakarta Barat

Latar BelakangProses terbentuknya makhluk hidup berbeda-beda. Ada makhluk hidup yang terbentuk dari hasil pembuahan (fertilisasi) antara sel telur dan sperma, ada juga makhluk hidup yang terbentuk dari organ induknya, seperti batang, akar dan daun. Akan tetapi, terlepas dari proses pembentukannya yang berbeda-beda, ternyata makhluk hidup mempunyai persamaan, yaitu setiap makhluk hidup tersusun atas satuan atau unit terkecil yang disebut sel.Konsentrasi bahan-bahan kimia di dalam sel sangat berbeda dengan konsentrasi dari bahan-bahan kimia yang mengelilingi sel. Membran plasma memisahkan bahan-bahan kimia yang ada di dalam sel dengan lingkungan sekitarnya, sehingga bahan-bahan kimia yang ada di dalam sel tidak bisa keluar. Akan tetapi bahan-bahan tertentu tetap dapat melewati membran plasma. Sama halnya seperti manusia sel juga hidup. Oleh karena itu, sel-sel membutuhkan nutrisi dan oksigen yang masuk dari luar sel. Selain itu sel juga dapat menghasilkan produk limbah seperti karbondioksida yang harus di keluarkan.Berkaitan dengan hal itu, diperlukanlah suatu bentuk transportasi sel untuk memasukan dan mengeluarkan bahan-bahan kimia yang di perlukan oleh sel. Transportasi itu dapat berupa transportasi aktif maupun transportasi pasif, tergantung dari jenis bahan kimia yang akan di keluarkan dan di masukan ke dalam sel.

Identifikasi Istilah Metabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam organisme hidup, mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana sampai mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks.1Analisis MasalahGambaran mind map:

STRUKTUR DAN FUNGSI SELTRANSPORTASI SELCARRIER PROTEINSEKUNDERPRIMERTRANSPOR PASIFTRANSPOR AKTIFPROSESCHANEL PROTEINDIFUSIOSMOSIS

Hipotesis Struktur sel yang berperan dalam transportasi sel adalah membrane sel.Sasaran Pembelajaran Mampu memahami transportasi sel Mampu memahami fungsi dan struktur selFungsi SelIstilah sel berasal dari bahasa latin, yaitu cella atau cellula yang berarti ruang kecil. Istilah tersebut kali pertama digunakan oleh Robert Hooke pada 1665 untuk memberi nama rongga-rongga kecil yang dilihatnya pada irisan tutup botol gabus.2,3 Pada umumnya sel umumnya memiliki ukuran yang sangat kecil. Satuan ukuran untuk sel adalah sekitar 5-500 mikrometer. Akan tetapi, ada sel yang berukuran relatif besar(10-100x ukuran sel biasa) sehingga dapat dilihat dengan mata telanjang. Contohnya sel telur hewan-hewan pengeram seperti reptil dan burung. Sel merupakan unit fungsional dan struktural dasar dari suatu makhluk hidup. Sel tersusun atas bagian-bagian yang memiliki fungsi berbeda-beda.2,3Berdasarkan jumlah sel penyusun tubuhnya, makhluk hidup dibedakan menjadi dua kelompok yaitu: Makhluk hidup ber sel tunggal (uniseluler). Makhluk hidup bersel banyak (multiseluler).Berdasarkan ada/tidaknya membrane inti, makhluk hidup dibagi menjadi dua kelompok yaitu: Makhluk hidup prokariotik, yaitu makhluk hidup yang tidak memiliki membran inti. Makhluk hidup eukariotik, yaitu makhluk hidup yang memiliki membran inti.Ada beberapa fungsi sel yang dikemukakan oleh para ahli yaitu sebagai berikut:1. Sel sebagai kesatuan struktural. Teori ini dikembangkan oleh Matthias Scheleiden dan Theodor Schwann. Mereka menyatakan bahwa makhluk hidup tersusun atas beberapa organ dan tiap organ tersusun atas jaringan, dan tiap jaringan tersusun oleh sel-sel. Jadi, sel merupakan kesatuan structural.42. Sel sebagai kesatuan fungsional. Teori ini dikembangkan oleh Max Schutze. Ia menyatakan bahwa semua kegiatan hidup (metabolism, sintesis, dan ekskresi) terjadi didalam sel. Jadi yang berperan dalam tubuh adalah sel , sehingga sel merupakan kesatuan fungsional.43. Sel sebagai kesatuan reproduksi. Teori ini dikembangkan oleh Rudolf Virchow. Ia menyatakan bahwa setiap sel berasal dari sel yang terkenal dengan istilah omne cellula ex cellula. Karena sel merupakan hasil reproduksi dari sel lagi, maka satuan terkecil dalam reproduksi adalah sel. Jadi sel merupakan kesatuan reproduksi.44. Sel sebagai kesatuan pertumbuhan. Teori ini dikembangkan oleh R.J.H. Dutrochet. Ia menyatakan bahwa semua makhluk hidup diktakan tumbuh apabila terjadi pertambahan volum tubuh. Pertambahan volum tubuh terjadi karena adanya pertambahan volum sel dan jumlah sel, sehingga makhluk hidup mengalami perumbuhan karena selnya bertambah besar dan bertambah banyak. Jadi, sel merupakan kesatuan perrtumbuhan.45. Sel sebagai kesatuan penurunan sifat (hereditas). Teori ini dikembangkan oleh Edmund B. Wilson. Menurutnya sifat keturunan (hereditas) terdapat didalam kromosom dan kromosom terdapat didalam inti sel, sedangkan inti selnya terdapat pada sel kelamin, yaitu spermatozoid dan sel telur, sehingga yang berperan dalam penurunan sifat adalah sel. Jadi, sel merupakan kesatuan penurunan sifat.4Struktur SelSatu sel tersusun atas protoplasma. Protoplasma merupakan bahan hidup di dalam sel berupa cairan koloid campuran majemuk protein, lemak dan bahan organik lainnya. Protoplasma merupakan subtansi dasar kehidupan dalam sel.5 Protoplasma tersusun atas tiga bagian utama yaitu:1. Inti SelInti sel merupakan organel yang sangat penting dalam kehidupan. Inti sel berperan mengendalikan seluruh kegiatan sel. Inti sel berfungsi untuk mengatur (mengontrol) seluruh aktifitas sel dan pewarisan faktor keturunan.3 Inti sel memiliki bagian-bagian yaitu:a. Membran intiMembran inti merupakan lapisan terluar inti sel yang memisahkan nukleoplasma dengan sitoplasma. Fungsi membrane inti secara keseluruhan adalah mengadakan pertukaran zat dengan sitoplasma. Pada membrane inti terdapat pori yang berfungsi untuk pertukaran makromolekul. Membran inti tersusun atas dua lapis membrane. Setiap membrane terdiri dari dua lapisan. Ruang diantara membrane disebut rongga perinuklear atau sisterna. Bagian terluar membrane biasa nya dilekati oleh ribosom yang berhubungan dengan mitokondria,badan golgi, atau reticulum endoplasma.3b. Anak intiAnak inti atau nucleolus dapat ditemukan didalam nucleus.Nukleus berfungsi dalam proses sintesis RNA.3c. NukleoplasmaNukleoplasma adalah cairan inti atau karyotin yang bersifat transparent dan semisolid (kental). Di dalam nukleoplasma terdapat kromatin, granula, nucleoprotein, dan mengandung senyawa kompleks. Ketika sel membelah, benang-benang kromatin menebal,memendek dan mudah menyerap warna sehingga struktur tersebut dinamakan kromosom.3d. Asam Nukleat dan Protein IntiAsam nukleat dibedakan menjadi DNA dan RNA. DNA merupakan komponen pembawa informasi genetic,DNA tersusun dalam kromosom. DNA merupakan susunan kimia makromolekular kompleks yang terdiri dari 3 macam molekul yakni gula deoksiribosa,asam fosfat dan basa nitrogen.Sama hal nya dengan DNA, RNA merupakan suatu polimer nukleotida. RNA berhubungan dengan proses sintesis protein. Susunan DNA melibatkan protein inti. Protein inti merupakan struktur yang kompleks.Protein inti terdiri atas beberapa komponen, yakni protamin, histon, protein nonhiston, dan nukleohiston.32. Membran selMembrane sel atau membrane plasma merupakan bagian sangat penting dari sel. Tanpa membrane sel, sebuah sel tidak mungkin melangsungkan kehidupannya. Membrane sel berfungsi sebagai pelindung sel, pengatur transportasi molekul, reseptor atau penerima rangsangan dari luar sel dan untuk memelihara perbedaan-perbedaan pokok antara isi sel dengan lingkungannya. Membrane sel memiliki kemampuan memilih bahan-bahan yang melintasinya dengan tetap memelihara perbedaan kadar air ion di luar dan di dalam sel. Membrane sel pada hewan maupun tumbuhan umumnya terdiri atas tiga lapis yang berstruktur protein lemak protein. Ketiga lapisan ini secara bersama-sama disebut lipoprotein. Struktur utama yang membentuk membrane sel adalah molekul-molekul fosfolipid yang tersusun dalam dua lapis. Selain itu juga terdapat molekul kolesterol sehingga membrane sel agak kaku. Untuk menjalankan fungsi dengan baik, membrane sel dilengkapi dengan molekul-molekul protein dan karbohidrat. Protein-protein ini berfungsi untuk mengatur lalu lintas bahan yang keluar masuk sel dan untuk komunikasi antar sel.53. SitoplasmaSitoplasma merupakan bagian sel yang hidup yang terdapat diluar inti sel. Sebagian besar aktifitas sel, seperti metabolisme, gerakan dan biosintesis berlangsung didalam sitoplasma. Oleh karena itu, didalam sitoplasma terdapat berbagai perlengkapan sel yang disebut organel. Didalam sitoplasma terdapat juga pigmen dan cadangan bahan makanan berupa pati, lemak, tepung dan glikogen.6 Organel-organel yang terdapat didalam sitoplasma adalah sebagai berikut:1. MitokondriaMitokondria berfungsi sebagai pusat respirasi sel dan peghasil energy terbesar didalam sel, sehingga merupakan sumber energy untuk sel. Oleh karena itu di sel-sel yang membutuhkan banyak energy akan ditemukan banyak sekali mitokondria, seperti pada sel otot, sel kelenjar, dan sebagainya. Dengan demikian mitokondria disebut juga sebagai power house dari sel.72. Reticulum Endoplasma (RE)Reticulum endoplasma merupakn saluran yang bekelok-kelok yang menghubungkan antara membrane sel dan membrane inti. Reticulum endoplasma dibagi menjadi dua berdasarkan ada dan tidak adanya ribosom yang menempel, yaitu: Reticulum endoplasma kasar (REK) yaitu reticulum endoplasma yang mengandung atau menempel ribosom dengan jark tertentu. Fungsinya untuk menampung protein yang dibuat oleh ribosom. Reticulum ini sangat terlihat jelas pada sel kelenjar.5 Reticulum endoplasma halus (REH) yaitu reticulum endoplasma yang tidak mengandung ribosom. Fungsinya untuk mensintesis molekul-molekul lemak, fosfolipid, dan steroid.5Reticulum endoplasma mempunyai fungsi umum yaitu menyusun dan menyalurkan zat-zat kedalam sel. Setiap sel selalu mensintesis sehingga setiap sel selalu mengandung reticulum endoplasma.53. RibosomRibosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dalam sel. Pada ribosom paling sedikit terdapat tiga jenis RNA, yaitu mRNA, rRNA dan tRNA yang diperlukan untuk membaca kode yang dikirimkan dari inti sel, sehingga dari kode itu dapat dibaca jenis protein yang bagaimana yang akan disintesis di dalam ribosom.74. Kompleks Golgi/Aparatus GolgiKompleks golgi berfungsi sebagai alat pengeluaran (sekresi) protein dan lendir , sehingga disebut juga organel sekresi. Kompleks golgi pada tumbuhan disebut diktiosom.75. Lisosom Lisosom merupakan organel berbentuk oval atau bundar yang dibatasi oleh membrane tunggal dan berisi sejumlah enzim pencernaan. Lisosom berfungsi juga untuk mecernakan organel-organel sel yang telah rusak atau sudah tua. Kemudian tempat organel yang dicernakan tadi akan diisi oleh organel baru. Pada sel sperma lisosom berperan penting dalam proses penembusan ovum oleh sperma dan lisosom tersebut terdapat pada kepala sperma.66. PeroksisomPeroksisom merupakan suatu organel yang mirip dengan lisosom tetapi biasanya berukuran lebih kecil, mengandung banyak enzim yang berhubungan dengan metabolism H2O2. Salah satu contohnya adalah enzim katalase. Enzim katalase terdapat di semua sel hidup dan banyak ditemukan pada hati. Enzim ini berfungsi untuk menguraikan hydrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Senyawa hydrogen peroksida (H2O2) terbentuk dalam proses respirasi sel, bersifat racun dan dapat merusak sel.57. SitoskeletonSitoskeleton merupakan rangkaian benang-benang yang tersusun atas silium dan flagellum, berfungsi sebagai penyokong sel dan mempertahankan bentuk sel. Di samping itu, sitoskeleton juga berperan dalam hal terjadinya perubahan bentuk sel dan erat kaitannya dengan gerak keseluruhan sel atau gerak organel di dalam sel.5 Benang penyusun sitoskletom dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu: Mikrofilamen merupakan benang yang tipis, dan sering juga disebut filamen aktin. Fungsinya yaitu untuk kontraksi otot, gerak ameboid, pembelahan sel, mempertahankan bentuk sel dan mengubah bentuk sel.5 Mikrotubul merupakan benang yang palin tebal dan berfungsi untuk pergerakan (mobilitas) sel, gerak kromosom, penempatan dan pergerakan organel, serta mempertahankan bentuk sel.5 Filament antara merupakan benang yang berukuran diantara mikrofilamen dan mikrobutul. Filament antara berperan penting untuk memperkuat atau mempertahankan bentuk sel.5

8. SentriolSentriol hanya ditemukan pada sel hewan. Di dalam sel terdapat dua sentriol yang terdapat di dalam sentrosom. Satu sentriol terdiri dari satu batang yang tersusun dari 9 mikrotubul. Pada saat pembelahan sel, kedua sentriol akan memisahkan diri, bergerak menuju kutub yang berlawanan dan berkembang menjadi benang gelendong. Sentriol berfungsi pada saat terjadinya pembelahan sel, yaitu pada pergerakan kromosom dan kromatid.7Tranportasi SelPertukaran zat antara sel dengan lingkungannya terjadi karena adanya mekanisme transport zat melalui membrane sel yang berlangsung secara transport aktif dan transport pasif. Terdapat juga mekanisme transport pada sel berupa endositosis dan eksositosis.7 Transport AktifTransport aktif merupakan suatu bentuk transport yang membutuhkan energi, karena melawan gradien konsentrasi. Transport aktif di pengaruhi oleh muatan listrik di dalam maupun di luar sel.8 Transport aktif ini di bagi menjadi dua yaitu : transport aktif primer serta transport aktif sekunder (transport Glukosa). Transpor aktif primer memerlukan energi dalam bentuk ATP, sedangkan transpor aktif sekunder merupakan transpor yang bergantung pada potensi alat membran. Kedua jenis transpor aktif tersebut saling berhubungan erat karena transpor aktif primer akan menciptakan potensial membran yang memungkinkan berlangsungnya transport aktif sekunder.9 Transport aktif primer terjadi melalui pompa Na+ K+ . Di dalam sitoplasma konsentrasi kalium lebih tinggi dari pada konsentrasi natrium sedangkan di luar sel sebaliknya konsentrasi natrium lebih tinggi dari pada kalium. Di dalam sitoplasma ATP akan di pecah menjadi ADP dan Pi. Keduanya akan menempel pada pompa Na+ K+. Kemudian pada saat ADP lepas dari pompa Na+ K+, maka 3 molekul kalium dari sitoplasma akan menempel pada pompa dan keluar dari sitoplasma. Bersamaan dengan itu 3 molekul kalium itu akan memberi sinyal kepada 2 molekul natrium di luar sel untuk menempel pada pompa. Setelah 2 molekul natrium menempel maka Pi akan lepas dari pompa dan natrium di dorong masuk kedalam sitoplasma. Hal ini akan berlangsung terus hingga konsentrasi natrium dan kalium di dalam maupun di luar sel mencapai keadaan seimbang. Setelah itu maka ADP dan Pi akan bergabung kembali di dalam sitoplasma menjadi ATP.Transport aktif sekunder berperan untuk memasukan molekul glukosa kedalam sitoplasma, sehingga di sebut juga transport glukosa. Di dalam sitoplasma konsentrasi molekul glukosa tinggi sedangkan di luar sel konsentrasi glukosa rendah. Glukosa dengan konsentrasi rendah di luar sel hanya dapat masuk kedalam sitoplasma bila melekat pada natrium dengan tanpa menggunakan ATP. Hal ini karena konsentrasi natrium di luar sel tinggi. Bila sudah masuk ke dalam sitoplasma maka ion natrium akan di lepas dan di keluarkan dari sitoplasma dengan menggunakan transport aktif primer.Molekul-molekul besar seperti protein dan polisakarida, biasanya melintasi membran secara masal melalui mekanisme yang melibatkan pengemasan dalam vesikel. Seperti transport aktif proses ini juga memerlukan energi. Proses-proses itu seperti endositosis dan eksositosis. Endositosis adalah proses transportasi bahan-bahan ke dalam sel melalui suatu vesikel. sel mengambil molekul biologis dan partikel dengan cara membentuk vesikel baru dari membran plasma. Ada dua tipe dari endositosis yaitu : fagositosis (sel menelan partikel dengan cara menyelubungi partikel dengan pseudonya dan biasanya bukan berupa cairan seperti bakteri). Pinositosis (sel memakan droplet-droplet pada cairan ekstraseluler ke dalam vesikel kecil).10 Sedangkan eksositosis adalah mekanisme transport molekul keluar dari sel dengan cara membentuk vesikula.11 Transpor Pasif Transport pasif adalah proses keluar masuk bahan-bahan kimia yang tidak memerlukan energy (ATP)3. Yang terrmasuk dalam proses transport pasif yaitu osmosis, difusi, difusi terfasilitasi dengan chanel protein, difusi terfasilitasi dengan carrier protein.Osmosis merupakan difusi pelarut melalui membrane semipermeabel. Pelarut yang bersifat universal adalah air, sedangkan membrane semipermeabel atau selektif permeable adalah membrane yang hanya dapat dilalui oleh molekul tertentu. Jadi, osmosis adalah difusi air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membrane semi permeable.5Difusi adalah proses pergerakan partikel-partikel (molekul atau ion) suatu zat dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke larutan yang konsentrasinya rendah. Molekul kecil yang tidak bermuatan akan lebih mudah berdifusi dibanding dengan molekul bermuatan (ion-ion), seperti Na+ dan Cl- karena membrane sel kurang permeabel terhadap ion-ion. Selain itu, zat yang dapat larut dalam lipid (molekul hidrofobik) lebih mudah berdifusi melalui membrane sel dibanding zat yang tidak larut dalam lipid (molekul hidrofilik).7Faktor-faktor yang mempengaruhi proses difusi adalah sebagai berikut:a. Suhu; makin tinggi suhu, makin besar terjadinya difusi.b. Konsentrasi; makin besar perbedaan konsentrasi antara dua larutan yang berdifusi , makin besar terjadinya difusi.c. Ukuran molekul; makin besar ukuran molekul, makin lambat terjadinya difusi.d. Media; difusi diudara lebih mudah dari pada difusi dalam larutan.e. Luas permukaan; makin luas perrmukaan difusi, makin besar terjadinya difusi.5Difusi terfasilitasi dengan chanel protein membutuhkan media berupa protein agar bisa masuk dalam sitoplasma yaitu dengan cara bila ada rangsang (stimulus) dari protein maka transmembran itu akan terbuka sehingga molekul itu bisa masuk dalam sitoplasma. Sedangkan difusi terfasilitasi dengan carrier protein khusus membawa molekul glukosa. Dimana molekul glukosa hanya dapat masuk kedalam sitoplasma bila di bawa oleh protein.Kesimpulan Makhluk hidup minimal mempunyai satu persamaan yang mendasar yaitu setiap makhluk hidup tersusun atas satuan atau unit terkecil yang disebut sel. Berdasarkan jumlah sel penyusun tubuhnya, makhluk hidup dibedakan menjadi dua yaitu: uniseluler dan multiseluler. Berdasarkan ada/tidaknya membrane inti, makhluk hidup dibagi menjadi dua yaitu: prokariotik dan eukariotik. Ada beberapa fungsi sel yang dikemukakan para ahli yaitu: sel sebagai kesatuan structural, kesatuan fungsional, kesatuan reproduksi, kesatuan pertumbuhan dan sel sebagai kesatuan penurunan sifat. Satu sel tersusun atas protoplasma. Protoplasma tersusun atas tiga bagian yaitu membrane sel, sitoplasma dan inti sel. Dan didalam sitoplasma terdapat organel-organel yaitu: mitokondria, reticulum endoplasma, ribosom, kompleks golgi, lisosom, peroksisom, sitoskleton dan sentriol. Pertukaran zat antara sel dengan lingkungannya terjadi karena adanya mekanisme transport zat melalui membrane sel yang berlangsung secara transportasi aktif dan transportasi pasif. Transportasi aktif dibagi menjadi dua yaitu transpotasi aktif primer dan transportasi aktif sekunder, sedangkan transportasi pasif dibagi menjadi empat yaitu: osmosis, difusi, difusi terfasilitasi dengan chanel protein, difusi terfasilitasi dengan carrier protein.Daftar Pustaka1. Damin S. Pengantar kimia buku panduan kuliah mahasiswa kedokteran. Jakarta: Buku Kedokteran EGC; 2009.h.23-4.2. Abdurahman D. Biologi kelompok pertanian dan kesehatan untuk kelas X. Bandung: Grafindo Media Pratama; 2008.h.2-5.3. Karmana O. Cerdas belajar biologi. Bandung: Grafindo Media Pratama; 2008.h.3-14.4. Susilowarno S, Mulyadi, Hartono RS, Mutiarsih ET, Murtiningsih, Umiyati. Biologi. Jakarta: PT Grasindo; 2007.h.1-26.5. Nurhayati N. Biologi. Bandung: CV. Yrama Widya; 2008.h.1-30.6. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni W. Biologi 3. Jakarta: Esis; 2007.h.105-14.7. Susilowarno S, Mulyadi, Hartono RS, Mutiarsih ET, Murtiningsih, Umiyati. Biologi. Jakarta: PT Grasindo; 2007.h.1-26.8. Oman K. Cerdas belajar biologi. Jakarta: Grafindo; 2007. 10-6.9. Setiowati T, Furqonita D. Biologi interaktif. Jakarta: Penerbit Azka Press; 2007.h.20.10. Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman M, Jackson. Biologi. Edisi ke-8. Jakarta: Erlangga; 2008.h.105-97.11. Rikky F, Agus MH, Riandi MU. Mudah dan aktif belajar biologi. Jakarta: Grafindo; 2008.h.3-10.

11