Sitologi

Fungsi Membran Plasma Dalam Transport Zat

FUNGSI MEMBRAN PLASMA-PERAN PROTEIN MEMBRAN PLASMA DALAM TRANSPORT ZAT

Fungsi Membran Plasma Dalam Transport Zat

Membran plasma merupakan selaput yang memisahkan bagian dalam sel dengan lingkungan diluarnya. Membran plasma akan menyeleksi molekul atau zat-zat terlarut yang dapat memasuki sel. Beberapa molekul dapat melewati membran plasma dengan mudahnya, namun beberapa molekul lainnya memerlukan sebuah protein untuk melewati membran plasma. Lalu bagaimana mekanisme transport molekul dengan protein dalam membran plasma? Berikut penjelasan lengkapnya.

PERMEABILITAS FOSFOLIPID BILAYER.

Membran plasma merupakan selaput pembungkus sel yang berfungsi untuk melindungi sel. Membran plasma akan memisahkan isi sel berupa organel dan sitosol dari lingkungan ekstraseluler (di luar sel). Membran plasma tersusun dari protein dan dua lapis fosfolipid (gabungan dari fosfat dan lipid). Membran plasma dapat menyeleksi berbagai zat atau molekul yang keluar masuk dari dan ke dalam sel. Beberapa molekul dapat berdifusi dengan mudah melewati membran plasma, namun beberapa molekul lainnya harus memerlukan energi. Untuk itu membran plasma sering disebut memiliki sifat selektif permeabel. Berikut adalah beberapa molekul yang dapat berdifusi melalui fosfolipid bilayer dalam membran plasma:

  1. Molekul yang bersifat lebih hidrofobik (lebih mudah larut dalam minyak) dan berukuran jauh lebih kecil akan mudah melewati fosfolipid bilayer pada membran plasma.

  2. Molekul gas nonpolar seperti O2, CO2, dan N2 juga lebih mudah larut dan berdifusi menyebrangi fosfolipid bilayer

  3. Molekul polar yang berukuran kecil dan tidak bermuatan seperti air atau urea juga dapat melewati fosfolipid bilayer.

 

PROTEIN TRANSPORT MEMBRANE

Meskipun beberapa molekul mudah melewati fosfolipid bilayer, molekul bermuatan (ion) seperti Na+ atau K+ terlalu sulit untuk melewati fosfolipid bilayer pada membran plasma. Hal ini dikarenakan membran plasma sangat impermeabel terhadap ion (molekul bermuatan). Sedangkan sel tetap membutuhkan berbagai molekul polar seperti ion, gula, asam amino, nukleotida, yang digunakan untuk keberlangsungan metabolisme di dalam sel. Untuk itu membran plasma memiliki struktur berupa protein yang juga berfungsi sebagai protein transport membran agar molekul terlarut tersebut tetap dapat melewati membran plasma. Protein ini terdapat dalam banyak bentuk dan dalam semua tipe membrane biologi. Terdapat dua jenis protein transport dalam membran plasma yaitu transporter dan saluran.

 

TRANSPORT PASIF DAN AKTIF

Sebelum membahas lebih lanjut tentang protein membrane transport yang terdiri dari transporter dan saluran, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu tentang transport pasif dan aktif dalam membran plasma. Baik protein saluran maupun protein transporter akan menyalurkan zat atau molekul dari atau ke dalam sel menggunakan cara transport pasif atau aktif.

Gambar 1 Transport Pasif dan Aktif dalam Membran Plasma

Gambar 1 Transport Pasif dan Aktif dalam Membran Plasma

Transport pasif  terjadi jika molekul yang ditransport dalam melewati membran plasma tidak bermuatan, sehingga energi gradient konsentrasi akan mendorong zat terlarut menyeberangi membrane dari konsentrasi tinggi ke rendah. Sedangkan transport aktif terjadi jika zat terlarut yang ditransport melewati membran plasma harus melawan gradien elektrokimianya, sehingga proses ini memerlukan sebuah protein transporter atau pompa. Protein transporter memerlukan sebuah energi dalam bentuk ATP untuk menjalankan transport aktif.

Kesimpulannya, transport pasif tidak melawan gradien elektrokimia sehingga tidak membutuhkan energi ATP, sedangkan transport aktif melawan gradien elektrokimia dan membutuhkan ATP. Transport pasif dapat terjadi pada protein saluran, sedangkan sebuah protein transporter bisa menggunakan transport pasif maupun aktif.

 

DUA KELAS PROTEIN TRANSPORT DALAM MEMBRAN PLASMA

 

Gambar 2 Protein Transporter dan Protein Saluran

Gambar 2 Protein Transporter dan Protein Saluran

 

Molekul yang bermuatan seperti ion, atau molekul polar yang lebih besar tidak bisa berdifusi melalui fosfolipid bilayer untuk melewati membran plasma. Molekul ini harus melalui sebuah protein transport dalam membran plasma. Terdapat dua jenis protein transport yaitu Protein Transporter dan Protein Saluran.

Cara kerja Protein transporter dengan mengikat molekul terlarut spesifik kemudian protein tersebut mengalami serangkaian perubahan konformasi (perubahan bentuk) agar dapat mentransport molekul spesifik melewati membran plasma. Sedangkan Protein saluran akan membentuk suatu pori air yang transmembran lalu berinteraksi dengan molekul terlarut agar dapat mentransport molekul dengan lebih mudah. Air yang ditransport melewati membrane sel juga melewati protein saluran yang disebut saluran air atau akuaporin.

 

Karakterisitik dari Protein Transport:

  1. Protein transporter harus dapat mengikat dan melepaskan molekul yang akan ditrasport dari dalam dan ke luar sel melalui membran plasma atau sebaliknya (Gb.2. A). Protein transporter (warna hijau) akan merubah konformasinya membuka ke arah dalam, molekul yang akan ditransport (kuning) → mengikat. Kemudian protein transporter merubah konformasi membuka ke arah luar dan melepaskan molekul tersebut kea rah luar → melepaskan
  2. Protein transporter bersifat spesifik terhadap zat terlarut tertentu. Misal protein transport hanya mentransport ion Na+ dan tidak dapat digunakan untuk mentransport ion Ca++. Contoh lain protein transporter yang dapat memindahkan glukose dan tidak dapat memindahkan fruktose.
  3. Protein saluran berinteraksi dengan zat terlarut untuk mentransport dengan lebih mudah (Gb. 2 B).

 

Protein Transporter

Protein Transporter dalam membran plasma dapat digunakan untuk jenis transport pasif maupun transport aktif.

 

Gambar 3 Protein Trasnporter untuk transport pasif

Gambar 3 Protein Trasnporter untuk transport pasif

 

Contoh protein transporter untuk transport pasif yaitu transporter glukosa dalam sel hati. Glukosa di luar sel (sirkulasi darah) memiliki konsentrasi tinggi, sehingga konformasi dari protein transporter yang dekat dengan ekstraseluler akan terbuka untuk mengambil glukosa dan menggerakkannya masuk ke sitosol yang memiliki konsentrasi glukosa rendah. Glukosa bergerak searah gradien konsentrasi dalam menyeberangi membran plasma sehingga terjadi transport pasif.

 

Protein transporter juga dapat melakukan transport aktif untuk memasukan molekul ke dalam sel melewati membran plasma. Transport aktif dengan protein transporter dapat dilakukan dengan tiga cara, sebagai berikut:

  1. Transporter berpasangan, transport suatu senyawa melawan gradien elektrokimia bersama-sama dengan transport senyawa lain yang searah gradien elektrokimianya.
  2. . Pompa yang digerakkan ATP, transport yang harus bersamaan dengan hidrolisis ATP
  3. Pompa yang digerakkan cahaya, ditemukan pada bacteria, transport uphill bersamaan dengan input energy cahaya.
Gambar 3 Tiga cara transport aktif bekerja

Gambar 3 Tiga cara transport aktif bekerja

 

Selain itu, ada tiga tipe gerakan zat terlarut yang melalui protein transporter, antara lain:

  1. Uniport, protein transporter dapat melewatkan satu senyawa tunggal dari sisi membran ekstraseluler ke intraseluler atau sebaliknya.
  2. Symport dan Antiport, protein transporter ini memerlukan dua senyawa sekaligus dalam sekali transport molekul melewati membran plasma. Symport apabila kedua senyawa searah dalam melewati membran plasma sedangkan antiport apabila kedua senyawa berlawanan arah.

Salah satu contoh transport berpasangan bertipe symport adalah transport aktif glukosa kedalam sel epitel usus halus dan ginjal. Berbeda dengan transport glukosa pada sel hati, transport glukosa ini terjadi secara transport aktif karena melawan gradient konsentrasi glukosa. Transport glukosa ini harus disertai dengan transport ion sodium. Energy yang digunakan untuk menggerakan glukosa masuk sel adalah energi gradient elektrokimia ion sodium, sebab ion sodium masuk sel adalah searah gradient elektrokimianya. Gradient elektrokimia sodium ini diciptakan oleh pompa sodium yang secara aktif menjaga konsentrasi sodium di dalam sel tetap rendah, sedang di luar sel lebih tinggi. Untuk itulah transport aktif glukosa ini disebut transport aktif sekunder atau co-transport. Tiap symporter bekerja secara spesifik, artinya hanya dapat membawa zat terlarut tertentu misal glukosa atau asam amino, dan glukosa atau asam amino ini juga memiliki tempat perlekatan yang berbeda dengan ion sodium di protein transporter membrane

 

Protein Saluran (Channel Protein)

Agar molekul-molekul kecil yang larut dalam air dapat melewati membran plasma, protein saluran akan menyusun lubang kecil yang hidrofilik. Sedangkan saluran ion (ion channel) akan melewatkan ion Na+, K+, Cl-, dan Ca++ dengan cepat menyebrangi fosfolipid bilayer searah gradien elektrokimianya (transport pasif). Saluran ion memiliki dua sifat penting, yaitu:

  1. Selektifitas ion, hanya beberapa ion yang dapat masuk melalui saluran ion sesuai dengan ukuran pori dan muatan molekul yang digerakkan.
  2. Membuka dan menutup, saluran ion dapat membuka dan menutup agar dapat mengatur gerakan ion untuk menjaga konsentrasi ion dalam sel.

Berdasarkan stimulus untuk membuka saluran ion, saluran ion dapat dibedakan menjadi tiga yaitu:

  1. Voltage-gated channel, saluran ion yang membuka karena perubahan voltage membrane, contoh saluran ion Na+ dijumpai pada membran sel neuron.
  2. Mechanically gated channel, saluran ion yang membuka karena stimuli mekanik, contoh saluran ion di mekanoreseptor
  3. Ligand-gated channel, saluran ion yang membuka setalah adanya pengikatan molekul signal, misal saluran ion Na+ di membran neuron paska sinaps yang membuka setelah reseptor mengikat asetilkolin

 

KESIMPULAN

Fosfolipid bilayer dalam membran plasma hanya dapat melewatkan molekul yang berukuran sangat kecil, bersifat nonpolar, dan sangat impermeabel terhadap ion. Agar dapat melewatkan molekul atau zat-zat terlarut yang lebih besar atau molekul yang bermuatan (ion), membran plasma mempunyai protein membrane transport seperti proterin transporter dan protein saluran.

 

About author

Articles

Saya adalah seorang murid di perguruan Tinggi, saat ini sedang fokus kuliah di fakultas Biologi, dan mencoba meluangkan waktu untuk menulis artikel di blog Sainspedia.net ini
Related posts
Sitologi

Pengertian Ilmu Sitologi

Daftar Isi Pengertian Ilmu SitologiSejarah Awal SelRobert Hooke (1665)Antonie van Leeunwenhoek…
Read more
Sitologi

Pengertian Membran Plasma, Sifat, Fungsi, Struktur, hingga Karakterisitik Fosfolipid Bilayer.

Daftar Isi Penjelasan  Lengkap MEMBRAN PLASMA (Selaput Pembungkus Sel)  Sifat, Fungsi, Struktur…
Read more
Sitologi

Perbedaan Sel Pada Organisme Prokariot Dan Ekariot

PERBEDAAN SEL PADA ORGANISME PROKARIOT dan EUKARIOT (SEL HEWAN DAN TUMBUHAN) Organisme Prokariot…
Read more
Newsletter
Become a Trendsetter

Sign up for Sainspedia’s Daily Digest and get the best of Sainspedia, tailored for you.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *