Mengapa Sel Perlu Melakukan Transpor Materi ?

Menjaga keseimbangan pHMemasok ion-ion penting untuk

kegiatan syaraf dan otot

Membuang sisa metabolisme yang beracun

Menjaga konsentrasi zat dalam sel untuk kegiatan

enzimMemperoleh pasokan zat makanan, energi, dan bahan mentah

lain

Bagian sel yang berperan dalam proses transpor

materi pada sel

MEMBRAN PLASMA

Membran PlasmaMembran plasma berupa lapisan fosfolipid rangkap (fosfolipid bilayer) yg disisipi protein membran2 macam protein membran : 1. Protein integral / intrinsik : protein yg terbenam 2. Protein perifer / ekstrinsik : protein yg menempelSatu unit fosfolipid terdiri dari :

*Bagian kepala (fosfat) sisi hidrofilik*Bagian ekor (asam lemak) sisi hidrofobi

Pada bagian membran plasma yg menghadap ke luar sel, terdapat karbohidrat, berupa :

*Glikoprotein : karbohidrat yg melekat pada protein membran

*Glikolipid : karbohidrat yg melekat pada lipid

Struktur dan Fungsi Membran

Struktur membranModel membran telah disesuaikan agar sesuai dengan data baru

Membran merupakan mosaik fluida yang terdiri atas lipid, protein, dan karbohidratLalulintas yang melintasi membran

Organisasi molekuler membran mengakibatkan permeabilitas selektif

Transpor pasif merupakan difusi melintasi membranOsmosis merupakan transpor pasif airBertahan hidupnya sel bergantung pada keseimbangan penyerapan dan pelepasan air

Protein spesifik mempermudah transpor pasif zat terlarut terseleksi

Transpor aktif merupakan pemompaan zat terlarut melawan gradiennya

Beberapa pompa ion membangkitkan tegangan melintasi membran

Dalam kotranspor, protein membran mengkopel transpor suatu zat terlarut dengan zat terlarut lainnya

Eksositosis dan endositosis mentranspor molekul besar

Struktur dua lapis membran fosfolipid pada membran sel

Dua lapis fosfolipid

Rantai karbohidrat

Glikolipid

Kolesterol (lipid)Protein integral

Protein periferal

Dua lapis membranfosfolipid

Glikoprotein integral

Membran PlasmaMembran plasma tersusun dari molekul lipid, protein dan sedikit karbohidrat yang membentuk suatu lapisan dengan sifat dinamis dan asimetriLipid – menstabilkan kesatuan fisik membran plasma sehingga dapat menjadi penghalang yang efektif bagi lalu lintas materi hidrofilik (air dan ion-ion)

lipid pada membran plasma berupa dua lapis fosfolipid Protein – terdapat pada dua lapis fosfolipid

Fungsi : sebagai enzim (biokatalisator) saluran tempat lewatnya berbagai materi pada membran plasmaKarbohidrat – melekat pada bagian kepala fosfolipid dan protein pada sisi membran yang menghadap ke luar sel

Fungsi : Glikolipid, sbg sinyal pengenal utk interaksi antar-sel Glikoprotein, dpt mengikat protein dr membran sel tetangga shg terjadi ikatan antar sel

Fungsi membran sel :• Melindungi isi sel• Mengontrol atau mengendalikan pertukaran zat antara sitoplasma dengan lingkungannya

• Menjadi tempat reaksi, spt reaksi terhadap cahaya matahari dan reaksi oksidasi dlm respirasi

• Menerima rangsangan dari luar sel (sebagai reseptor), spt hormon dan zat kimia lainnya

Substansi yang melalui membran plasma dapat ditranspor secara

Pasif

Aktif

Osmosis

Unipor

Difusi

Simpor

Antipor

Difusi dipermudah dengan saluran proteinDifusi dipermudah dengan protein pembawa

Bagan macam-macam transpor melalui membran sel

Perbandingan antara transpor pasif dan transpor aktif

Pada transpor pasif, suatu substansi secara spontan berdifusi menuruni gradien konsentrasinya tanpa memerlukan pengeluaran energi oleh sel. Molekul hidrofobik dan molekul polar tak bermuatan yang berukuran kecil berdifusi langsung melintasi membran. Substansi hidrofilik berdifusi melalui protein transpor dalam suatu proses yang disebut difusi yang dipermudah.

Dalam transpor aktif, suatu protein transpor memindahkan substansi melintasi membran “naik bukit” melawan gradien konsentrasinya. Transpor aktif membutuhkan pengeluaran energi, yang biasanya disediakan oleh ATP.

Transpor Pasif• Transpor ion, molekul dan senyawa yg tidak memerlukan energi utk melewati membran plasma, dan terjadi secara spontan dari konsentrasi tinggi ke rendah

• Mencakup :1.OSMOSIS2.DIFUSI

a. Difusi dipermudah dengan saluran protein b. Difusi dipermudah dengan protein pembawa

OSMOSIS• Perpindahan pelarut (air) melalui membran permeabel dari konsentrasi pelarut tinggi (hipertonik) menuju konsentrasi pelarut rendah (hipotonik)

• Di sebut juga : DIFUSI AIR• Membran selektif permeabel akan membiarkan air keluar masuk membran dengan bebas, namun membatasi masuknya zat yang terlarut didalamnya

• Zat yg dapat melewati membran selMembran sel bersifat permeabel (mudah melewati membran)Zat yg larut dlm lemak, zat yg tdk bermuatan, asam amino, asam lemak, gliserol, gula sederhana, air, elektrolit (Na, K, I, Cl, Ca, Mg, SO, Fe)

• Zat yg tdk dapat melewati membran sel

Membran bersifat impermeabel (tdk dpt melewati membran) zat gula (pati, polisakarida), protein, zat yg larut dlm pelarut organik

• Oleh karena itu membran bersifat selektifpermeabel atau semipermeabel

Hipertonik HipotonikIsotonik

Krenasi

Hemolisis

Plasmolisis

Turgid

Osmosis

Sel Hewan

Sel Tumbuhan

DIFUSI• Proses pergerakan acak partikel 2 (atom,molekul) gas, cairan, zat 2 padat dan larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yg lebih rendah hingga mencapai tahap kesetimbangan

• Zat yg dgn mudah melewati membran secara difusi : H2O, CO2 dan O2

DifusiSuatu substansi dengankonsentrasi di luar sel lebihtinggi daripada di dalam sel

Saluranprotein

Ion kalium masuk ke dalamsel melalui saluran protein

Lingkungan luar sel

Ion kalium

Lingkunganhidrofobik

Proteinpembawamempunyaitempatpengikatanglukosa

Glukosa berikatandengan proteinpembawa Perubahan

bentuk proteinpembawa

Protein pembawamelepaskan glukosaProtein pembawa

kembali ke bentuksemula dan siapuntuk mengikatglukosa berikutnya

Lingkungan diluar sel

Lingkungan didalam sel

Sitoplasma

Difusi dipermudah dengan saluran protein

Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Protein integral : protein yg membentuksaluran

Protein pembawa : protein yg membentuk Saluran dan mengikat substansi yg ditranspor

TRANSPOR AKTIF• Memerlukan : energi (ATP) dan protein membran sbg pembawa

• Melawan gradien konsentrasi• Dibedakan menjadi 3 tipe : Pompa ion, kotranspor dan endositosis + eksositosis

Transpor aktif

Unipor – transporsatu substansipada satu arah

Simpor – transpordua substansi berbedapada arah yang sama

Antipor – transpordua substansiberbeda pada arahberlawanan

Protein pembawaTranspor yang membawa dua molekul (berpasangan)

POMPA ION• Transpor ini dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel, yg ditentukan oleh ion natrium, kalium dan klor

• Keberadaan ion K dan Na didlm tubuh organisme sgt besar :* Konsentrasi ion K yg tinggi diperlukan untuk sintesis

protein, glikolisis, fotosintesis, dll* Keberadaan ion Na dan K berperan utk

mengendalikan pengaturan osmosis* Ion K da Na juga penting utk mempertahankan

kegiatan listrik dalam sel syaraf dan memacu

transpor aktif bagi glukosa dan asam amino

Pompa natrium-kalium (kasus khusus transpor aktif)

Tiga jenis endositosis dalam sel hewan

(a) Pada fagositosis, pseudopodia “menelan” suatu partikel dan mengemasnya dalam suatu vakuola. Mikrograf ini menunjukkan amuba yang menelan bakteri (b) Pada pinositosis, tetesan fluida ekstraseluler dimasukkan ke dalam sel dalam sebuah vesikula kecil. Mikrograf ini menunjukkan vesikula pinositosis (tanda panah) dalam sel yang melapisi pembuluh darah kecil (c) Pada endositosis yang diperantarai reseptor, lubang terlapisi membentuk vesikula apabila molekul spesifik (ligan) terikat reseptor pada permukaan sel.Mikrograf ini menunjukkan dua tahapan berurutan endositosis yang diperantarai reseptor, Setelah materi tercerna dibebaskan dari vesikula untuk metabolisme, reseptor dikembalikan lagi ke membran plasma.

5. Vesikel yang terlepas dari membran badan Golgi membawa produk/hasilakhir berupa protein dan lipid ke membran plasma.Hasil akhir ini Dilepaskan secara eksositosis.

4. Protein dan lipid hasilpemrosesan akhir terjadidi dalam lumen badan Golgi. Beberapa modifikasimenyebabkannya dapatdikirim ke tujuan yang berbeda.

3. Vesikel membran RE kemudian membawa protein dan lipid menuju badan Golgi.

2. Lipid dibentuk di dalam membran RE halus.

1. Beberapa rantai polipeptida Memasuki lumen RE dan akandiproses menjadi protein.JALUR SEKRETORI

Beberapa vesikelterbentuk dari membranplasma dan bergerakmenuju sitoplasma.Vesikel endositik inimungkin berfusi denganmembran atau organellain atau tetap utuhsebagai vesikelpenyimpanan.

Vesikel-vesikel lain yangterbentuk dari membranRE dan badan Golgidapat berfusi denganmembran plasma.Vesikel eksositik inikemudian dikeluarkandari sel.

Sekresi protein melalui RE dan badan Golgi

Pembentukan lisosom dan aktivitasnya

Lisosom primer dihasilkan oleh badan Golgi

Lisosom berfusi dengan suatu endosom

Molekul-molekul kecil hasil pencernaan berdifusi ke dalam sitoplasma

Materi yang tidak dicerna dibuang keluar sel saat terjadi fusi partikel dengan membran plasmaLingkunga

nintraseluler

BadanGolgi

Produkhasilcernaan

Pencernaanpartikelmakanan

Partikel makananditelan denganendositosis

Endosom

LingkunganekstraselulerMembranplasma

Partikelmakanan

Sekresi protein melalui RE dan badan

golgi

1. Protein hasil sintesis ribosom memasuki lumen RE2. Vesikel membran RE membawa protein menuju badan golgi3. Protein hasil pemrosesan akhir terjadi di dalam lumen badan golgi4. Vesikel yang terlepas dari membran badan golgi membawa produk/ hasil akhir berupa protein ke membran plasma. 5. Hasil akhir dilepaskan secara eksositosis