TRANSPORT PADA MEMBRAN

        Metabolisme merupakan aktivitas untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan untuk hidup. Berbagai macam molekul, seperti molekul makanan maupun gas oksigen dan karbondioksida senantiasa keluar-masuk sel dalam proses tersebut. Setiap molekul memiliki sifat yang khas, begitu pula membran sel. Transport membran selain merupakan sebuah proses gerakan, ternyata sangat dipengaruhi oleh interaksi antara membran sel dengan molekul-molekul yang ditranspor. Hal itu bisa dilihat pada “keragaman jalur” berbagai molekul untuk melewati membran sel.

A. Pengertian Mekanisme Transpor pada Membran

         Mekanisme transpor pada membran adalah proses keluar masuknya molekul melewati membran sel. Berbagai macam molekul, seperti glukosa, oksigen, dan karbondioksida senantiasa harus melewati membran sel untuk keluar-masuk sel dalam proses metabolisme. 

Membran Sel

       Membran sel terbentuk dari struktur fosfolipid bilayer. Bagian luar bersifat hidrofilik, sementara bagian dalam bersifat hidrofobik. Sifat kimia membran sel tersebut, berpengaruh terhadap molekul-molekul yang bergerak melewatinya. Untuk lebih mendalaminya, berikut ini disajikan berbagai macam jenis-jenis mekanisme membran sel dan perbandingannya.

B. Jenis-jenis Mekanisme Transpor pada Membran

     1. Transpor Membran Pasif

         1.1 Difusi

    

   Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:

• Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.
• Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.
• Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.
• Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
• Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

      

        2.1 Osmosis

          Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang.

          Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik.

Osmosis

          Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan). Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

           1.3 Difusi Terfasilitasi

        Difusi terfasilitasi adalah adalah difusi yang dibantu protein pembawa atau dengan saluran protein.

Difusi Terfasilitasi

         Molekul-molekul yang melewati membran sel dengan difusi terfasilitasi adalah molekul-molekul berukuran besar seperti glukosa maupun molekul-molekul kecil seperti air yang memiliki protein membran khusus sebagai media transpor.

      2. Transpor Membran Aktif

       Mekanisme transpor pada membran secara aktif terjadi karena molekul tidak bisa dilewatkan secara langsung melewati fosfolipid bilayer atau karena jumlah molekul di luar sel yang lebih sedikit. Molekul yang mengalami kesulitan untuk melewati membran sel umumnya terjadi karena interaksi antara membran sel yang memiliki ekor bagian dalam yang bersifat hidrofobik non polar dengan molekul yang bersifat hidrofilik dan atau polar. Selain itu, ukuran molekul yang besar juga merupakan faktor penghambat untuk melewati membran sel.

       2.1 Pompa ATP

   Mekanisme pompa ATP terjadi akibat perubahan pada protein membran yang mengalami perubahan bentuk sehingga memungkinkan molekul bisa melewatinya untuk keluar atau masuk sel. Perubahan konformasi itu sendiri terjadi dengan penggunaan ATP.

Pompa ATP

          2.2 Kotranspor

         Kotranspor adalah transpor zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma. Kotransport dibedakan menjadi dua, yaitu simport dan antiport. Disebut simport apabila kedua jenis zat memiliki arah pergerakan yang sama, dan disebut antiport apabila arah pergerakannya berlawanan. Contoh mekanisme kotranspor, berupa pompa potasium dan sodium.

         2.3 Endositosis dan Eksositosis

     Endositosis adalah transpor makromolekul dan materi ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma.  Endositosis dibagi menjadi 2, yaitu pinositosis (pemasukan zat cair) dan fagositosis (pemasukan zat cair).  Sedangkan  eksositosis adalah transpor makromolekul dan materi ke luar sel dengan membentuk vesikula baru.

Endositosis dan Eksositosis

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A & Reece, J.B. 2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

http://biologisimple.blogspot.com/2012/12/struktur-dan-fungsi-sel.html  

http://www.biologi-sel.com/2013/06/struktur-dan-fungsi-kloroplas.html  

http://id.wikipedia.org/wiki/Mitokondria 

Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta : UI PRESS.

Underwood, J.C.E. 1999. Patologi Umum dan Sistemik Volume 1. Jakarta : EGC.