Transport Pada Sel

Sistem transpor membran

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah.

Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan

molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul

polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme

khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Membran Plasma

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas

membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk

molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif

untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

Sel Prokariotik. Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani, pro yang berarti

“sebelum” dan karyon yang artinya “kernel” atau juga disebut nukleus. Sel prokariotik tidak

memiliki nukleus. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut

nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah nukleoid ini dengan bagian sel

lainnya.

Sel Prokaryotik

Sedangkan sel eukariotik, eu berarti “sebenarnya”dan karyon berarti nukleus. Eukariotik

mengandung pengertian memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh selubung nukleus.

Sel Eukaryotik

Banyaknya molekul yang melalui membran sel menyebabkan terjadinya lalu lintas membran.

Karena masing – masing molekul memiliki cara masuk yang berbeda akaibat aktivitas selektif

permeabel, maka lalu lintas ini dibedakan menjadi dua cara.

A. Transportasi Pasif

o Zat yang melintasi membran akan turun gradien konsentrasinya dalam suatu perpindahan

molekul.

o Energi kinetik merupakan partikel dasar yang bergerak.

o Tidak ada masukan energi dari sel.

o Misalnya: Difusi, Osmosis.

o Zat-Zat difusi difasilitasi harus mengikat protein yang spesifik agar dapat melintasi membran

sel.

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya.

Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh

dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau

ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama

respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi

membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total

(dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif

karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.

1. Difusi

Difusi merupakan pergerakan senyawa dari daerah konsentrasi tinggi ke rendah.

Perbedaan konsentrasi antara kedua daerah ini sering disebut sebagai “gradien

konsentrasi”, difusi akan terus berlangsung sampai gradien ini telah dieliminasi. Difusi

yang bergerak dari daerah konsentrasi tinggi menuju ke rendah, (dibandingkan dengan

transpor aktif , yang sering melintasi dari daerah konsentrasi rendah ke daerah

konsentrasi yang lebih tinggi, dan itu disebut juga "melawan gradien konsentrasi").

ketika gradien konsentrasi telah dieliminasi, maka tidak ada pertukaran maupun

perubahan senyawa yang terjadi. Meskipun senyawa bisa melintasi keluarnya dari satu

daerah ke daerah yang lain, maka akan diimbangi dengan pergerakan jumlah senyawa

yang sama ke arah yang berlawanan.

Difusi secara biologis sangatlah penting, karena gradien konsentrasi dalam tubuh akan

segera dibuang. Misalnya, aktivitas metabolisme yang mengkonsumsi oksigen, yang akan

mengurangi konsentrasi dalam aliran darah; difusi oksigen dalam alveoli paru-paru

memungkinkan untuk diisi ulang.

Sebuah proses pasif di mana suatu pencampuran acak oleh zat partikel yang terjadi

karena energi kinetik.

kedua zat pertikel yang terlarut (zat terlarut) dan pelarut (larutan yang mengalami

difusi)

o Jika suatu zat yang terlarut dalam keadaan konsentrasinya tinggi di satu bidang larutan

dan zat molekul yang terlarut akan segera menyebar ke daerah yang konsentrasinya

lebih rendah. kemudian menjadi merata di seluruh larutan dan dikatakan dalam keadaan

equilibrium. Partikel akan terus bergerak secara acak oleh energi kinetik, tanpa adanya

perubahan konsentrasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju difusi melintasi membran plasma

§ Kecuraman dari gradien konsentrasi

Semakin besar perbedaan antara kedua sisi membran, semakin tinggi tingkat difusi.

§ Suhu

Semakin tinggi suhu, semakin cepat laju difusi.

§ Massa zat menyebarkan

Semakin besar penyebaran massa partikel, semakin lambat laju difusinya.

§ Luas permukaan

Semakin besar luas permukaan membran yang tersedia, semakin cepat lajunya difusi.

Misalnya: kantung udara dari paru-paru memiliki luas permukaan yang besar untuk difusi

oksigen dari udara ke dalam penyakit paru-paru. Beberapa diantaranya seperti emfisema,

yang mengurangi area permukaan, dapat memperlambat laju difusi oksigen dan mudah

kesulitan dalam bernapas.

§ Jarak Difusi

Semakin besar jarak dimana difusi harus terjadi, lama waktu yang dibutuhkan.

Difusi yang melintasi membran plasma hanya membutuhkan beberapa sekian detik,

karena cairan membran pneumonia terkumpul dalam paru-paru, cairan tambahan dapat

meningkatkan jarak difusi karena oksigen harus bergerak melalui kedua cairan membran

untuk mencapai darah.

Difusi melalui lapisan ganda pada lipid.

§ Struktur kerangka dasar selaput plasma lipid merupakan lapisan ganda.

§ Non polar, molekul hidrofobik berdifusi bebas melalui lapisan ganda lipid membran

plasma sel dengan bantuan protein. Misalnya: O 2, CO 2, gas Nitrogen, asam lemak,

steroid, vitamin yang larut dalam lemak.

§ Misalnya: Pergerakan oksigen dan karbon dioksida antara darah dan badan sel. dan

Pergerakan oksigen dan karbondioksida antara darah dan udara selama proses

pernafasan

Difusi ion melalui membran.

§ Saluran membran sebagian besar melalui saluran ion.

§ Setiap ion dapat berdifusi melintasi membran hanya pada tempat-tempat tertentu.

§ Dalam plasma membran, saluran ion selektif yang paling banyak adalah Kalium atau

saluran ion. Klorida tersedia untuk ion natrium dan kalsium.

§ Difusi ion umumnya lebih lambat daripada difusi melalui lipid bilayer. Walaupun

lebih dari satu juta ion kalium tetap dapat mengalir melalui saluran K dalam satu detik!

§ sebuah saluran dikatakan sebagai gerbang dari saluran protein bertindak sebagai "plug"

atau "gerbang", dalam mengubah bentuk dengan cara membuka dan menutup pori-pori.

§ Ketika gerbang saluran terbuka, ion berdifusi masuk atau keluar dari sel, maka turunlah

gradien konsentrasi kimianya .

§ membran plasma dari berbagai perbedaan jenis sel yang memiliki jumlah saluran ion

dan menunjukkan permeabilitas yang berbeda dalam berbagai macam ion.

2. Osmosis

Osmosis merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul antara zat pelarut, dari

larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat

pelarutnya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel.

(Dalam proses biologi, biasa dikenal dengan istilah difusi terhadap molekul air) Sebagian

besar membran sel-sel permeabel segera menuju ke air, dan difusi air berperan penting

dalam fungsi kehidupan biologi. Istilah khususnya biasa disebut juga dengan osmosis.

Apa yang membuat pergerakan jaringan dari pelarut dapat melalui permukaan membran

permeabel yang selektif.

Dalam sistem kehidupan, Pelarut merupakan air yang digerakkan oleh osmosis melalui

membran plasma dari permukaan air yang konsentrasinya tinggi menuju ke permukaan

yang konsentrasinya rendah.

Dengan kata lain, air bergerak melalui selaput selektif permiabel dari permukaan

konsentrasi pelarutnya yang lebih rendah ke permukaan konsentrasi pelarutnya yang

lebih tinggi.

Molekul air dalam melewati membran plasma terdapat 2 cara yaitu:

o Pergerakan melalui lapisan ganda lipid

o Pergerakan melalui aquaporins (membran protein integral yang dapat berfungsi sebagai

saluran air

o Osmosis hanya terjadi ketika membran permeabel terhadap air tetapi tidak untuk

pelarut tertentu.

o tekanan osmosis

o tekanan hidrostatis

Pengukuran tonisitas adalah untuk mengukur dan mengubah volume sel dari kadar air.

3. Difusi Difasilitasi

Difusi difasilitasi (facilitated diffusion) adalah pergerakan zat yang melintasi membran

sel dan melibatkan protein pembawa. Protein pembawa tergolong protein transmembran

yang memiliki tempat pelekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam

sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein pembawa yang khusus, misalnya untuk

pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein pembawa yang khusus untuk

mentransfer glukosa ke dalam sel. Ingatlah, bagaimanapun juga, bahwa difusi difasilitasi

adalah proses pasif, dan zat yang terlarut akan segera bergerak ke bawah gradien

konsentrasi.

Kantung-kantung alveoli/grapikel kecil yang terletak di ujung dari tabung bronkial. Di

sinilah tempat oksigen akan berdifusi ke dalam alveoli dan dipertukarkan dengan karbon

dioksida.

• Dilakukan oleh zat terlarut yang melalui kutub atau melalui lapisan ganda lipid

kemudian menyebar melalui saluran membran.

• Zat yang terlarut akan mengikat ke sebuah pembawa (transporter) tertentu di salah satu

sisi membran dan akan melepaskan ke daerah sisi lain setelah pembawa (transporter)

mengalami perubahan bentuk.

• Zat yang terlarut akan lebih sering dibawa ke daerah sisi membran dengan konsentrasi

zat terlarut lebih tinggi.

• Tingkat difusi difasilitasi ditentukan oleh kecuraman dari gradien konsentrasi dalam

melintasi membran.

• Jumlah pembawa sudah tersedia dalam membran plasma batas atas tempat yang

maksimum dalam mengangkut semua pengangkutan yang ditempati. akhirnya,

transportasi secara maksimum akan segera tercapai, dan tidak ada lagi peningkatan lebih

lanjut melalui gradien konsentrasi. Tapi, difusi difasilitasi akan tetap meningkat.

• Misalnya: Hormon Insulin mempromosikan penyisipan banyak jenis salinan tertentu

Glukosa akan dibawa ke dalam membran plasma sel tertentu, dengan demikian akan

berpengaruh terhadap insulin dalam meningkatkan glukosa yang akan dibawa ke

membran plasma untuk difusi difasilitasi glukosa menjadi transporter sel yang lebih.

Dengan adanya badan sel dapat mengambil glukosa dari darah dengan cepat.

4. Transport_Ion_Channel

Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi

akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan

terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membran sel dan melalui

ikatan channel dengan hormon atau neurotransmitter.

B. Transportasi aktif

o Sel energi digunakan untuk perubahan zat yang melawan terhadap gradien konsentrasi.

o Sel energi dalam bentuk ATP

Perpindahan molekul atau ion dengan menggunakan energi dari sel itu. Perpindahan tersebut

dapat terjadi meskipun menentang konsentrasi. Contoh transpor aktif adalah pompa Natrium

(Na+) – Kalium (K+), endositosis, dan eksositosis.

1.Pompa Natrium – Kalium

Pompa Natrium – Kalium tergolong transpor aktif, artinya sel mengeluarkan energi untuk

mengangkut kedua macam ion itu. Pada transpor aktif, zat dapat berpindah dari konsentrasi

rendah ke konsentrasi tinggi. Jadi, perjalanan zat dapat melawan gradien konsentrasi atau gradien

kadar.

Ion K+ penting untuk mempertahankan kegiatan listrik di dalam sel saraf dan memacu transpor

aktif zat-zat lain. Meskipun ion Na+ dan K+ dapat melewati membran, karena kebutuhan akan ion

K+ tinggi, maka diperlukan lagi pemasukan ion K+ ke dalam sel dan pengeluaran ion Na+ keluar

sel. Konsentrasi ion K+ diluar sel rendah dan di dalam sel tinggi. Sebaliknya, konsentrasi ion

Na+ di dalam sel rendah dan di luar sel tinggi. Jika terjadi proses osmosis, maka akan terjadi

osmosis ion K+ dari dalam sel ke luar dan osmosis ion Na+ dari luar ke dalam sel. Akan tetapi

yang terjadi bukanlah osmosis, karena pergerakan ion-ion itu melawan gradien kadar, yaitu

terjadi pemasukan ion K+ dan pengeluaran ion Na+. Untuk melawan gradien kadar itu diperlukan

energi ATP dengan pertolongan protein yang ada pada membran. Setiap pengeluaran 3 ion

Na+ dari dalam sel diimbangi dengan pemasukan 2 ion K+ dari luar sel. Karena itu disebut

sebagai pompa natrium – kalium.

Zat-zat yang dapat diangkut secara transpor aktif misalnya gula, protein, enzim, dan hormon.

2.Endositosis dan Eksositosis

Endositosis artinya pemasukan zat ke dalam sel, sedangkan eksositosis artinya pengeluaran zat

dari dalam sel. Proses ini tergolong transpor aktif dan melawan gradien kadar (dari konsentrasi

rendah ke tinggi). Contoh endositosis adalah fagositosis dan pinositosis.

Fagositosis (phagein = memakan; cytos = sel) adalah proses di mana membran plasma suatu sel

membungkus partikel dari lingkungan luar dan menangkapnya dalam suatu vakuola makanan.

Vakuola kemudian menyatu dengan lisosom membentuk heterofagosom dan lisosom mencerna

atau menghancurkan partikel tersebut. Contohnya sel darah putih dan sel ameba yang memakan

bakteri. Sel-sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam suatu vakuola makanan.

Selanjutnya bakteri akan dicerna oleh lisosom. Pinositosis (pinein = meminum) adalah peristiwa

sel memakan zat cair. Sel mengelilingi setetes cairan dan membentuk sebuah gelembung. Cairan

yang dimakan itu dimasukkan ke dalam vakuola makanan.

Contoh eksositosis adalah proses pengeluaran zat dari dalam sel-sel kelenjar pada peristiwa

sekresi. Misalnya sel-sel enghasil enzim pencernaan mensekresikan enzim itu ke dalam usus.

Caranya, enzim-enzim itu dimasukkan ke dalam vakuola atau kantong-kantong kecil. Vakuola

itu menuju ke tepi sel, membrannya membuka dan keluarlah enzim-enzim tersebut dari sel.

Proses pengeluaran enzim ini memerlukan energi sel. Tanpa energi, sel tidak akan mampu

mengeluarkannya.

Transport sekunder co-transport

Pada transport sekunder co-transport , glukosa atau asam amino akan ditransport masuk dalam

sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk akibat perbedaan konsentrasi

mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun asam amino atau glukosa di

dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dari luar sel, tetapi asam amino atau glukosa ini memakai

energi dari Na (akibat perbedaan konsentrasi Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport

secara transport aktif sekunder co-transport

Transport sekunder counter-transport

Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan

bahan lain ditransport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada Na-Ca

exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar

sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel, khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada

kontraktiitas jantung. Na-H exchange terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan

Hidrogen dalam tubulus proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel.

http://nadjeeb.wordpress.com/sistem-transport-pada-sel/

http://achmadrf.blogspot.com/2010/07/mekanisme-transpor.html

http://andawandasari.blogspot.com/2011/11/transportasi-membran-sel.html

http://bakhrul-25-rizky.blogspot.com/2012/07/biologi-transpor-melalui-membran.html

http://prestasiherfen.blogspot.com/2011/06/transportasi-melalui-membran-plasma.html