Makalah Transpor Membran Sel

KATA PENGANTAR

Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah membimbing manusia dengan petunjuk-petunjuknya. Sehingga atas ridha-Nya telah memudahkan penulis dalam menyelesaikan makalah Fisiologi Hewan. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW.

lPenulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing mata kuliah Fisiologi Hewan, terima kasih penulis ucapkan kepada keluarga, teman-teman yang telah membantu dan memberi dukungan serta saran yang terus mengalir. Sehingga penulis dapat menyelesaikan ulasan singkat ini. Namun, ini semua tidak lepas dari ridha Allah yang telah memberikan kesempatan untuk menyelesaikan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna, seperti kata pepatah “ Tak ada gading yang tak retak”. Oleh karena itu, kritik dan saran pembaca sangat penulis harapkan, demi kesempurnaan makalah ini. Terlepas dari kekurangan, penulis berharap agar makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca umumnya, serta dapat menjadi tambahan ilmu. Aamin

Banda Aceh, 26 Oktober 2015

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... iii
BAB I          PENDAHULUAN
                     A. Latar Belakang Masalah............................................................... 1
                     B. Rumusan Masalah......................................................................... 2
                     C. Tujuan Penulisan........................................................................... 2

BAB II         PEMBAHASAN
                     A. Pengertian Transpor Membran Sel............................................... 3
                     B. Transpor Aktif.............................................................................. 5

C. Transpor Pasif............................................................................... 7

BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan................................................................................... 9

B. Saran ............................................................................................ 9

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Metabolisme merupakan aktifitas untuk memenuhi kebutuhan energy yang dibutuhkan untuk hidup. Berbagai macam molekul, seperti molekul makanan maupun gas oksigen dan karbondioksida senantiasakeluar masuk sel dalam proses tersebut. Setiap molekul memiliki sifat yang khas, begitu pula membrane sel. Transport membrane selain merupakan sebuah proses pergerakan, ternyata sangat dipengaruhi oleh interaksi antara membran sel dengan molekul-molekul yang ditranspor.

Membrane sel merupakan salah satu bagian dari sel yang berfungsi untuk membatasi isi sel dari lingkunagan luarnya. Pada awal perkembangannya membrane sel memiliki berbagai macam model berdassarkan pada hasil percobaannya. Hal tersebut atas dasar beberapa alasan yang berhubungan dengan substansi penyususn membrane sel. Substansi penyususn membrane sel adalah lipid, protein dan karbohidrat.

Mekanisme transport membrane merupakan proses keluar dan masuknya molekul melalui membrane sel. Mekanisme transport membrane terbagi dua, yaitu transport aktif dan transport pasif. Transport pasif melewati membrane tanpa melawan gradient konsentrasi dan tidak menggunakan energy, misalnya air secara osmosis dan O2 secara difusi. Transport aktif misalnya pompa Na dan K yang membutuhkan energy karena harus melawan gradient konsentrasi.

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penulisan

BAB II

PEMBAHASAN

A. Transpor Membran Sel

Membran sel adalah komponen sel yang sangat penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul ataupun ion ke dalam dan ke luar sel. Organisasi molekuler membran mengakibatkan permeabilitas selektif. Hal ini berarti membran mengatur molekul dan ion yang bisa keluar masuk sel sehingga subtansi-subtansi tersebut tidak dapat melintas secara sembarangan. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya.

Semua membran sel mempunyai struktur umum yang sama, terdiri atas lapisan molekul ganda dari lipida dan protein. Lapisan lipidanya merupakan penghalang atau barier bagi subtansi-subtansi yang akan menembus membran, sedangkan lapisan proteinnya menyediakan jalan bagi transfer substansi. Protein disini juga merupakan tempat pengikat dan merupakan enzim yang berkaitan dengan membran sel. Lapisan lipida dari membran sel terutama tersusun dari fosfolipida.

Bentuk molekul fosfolipida menyerupai jepit pakaian. Fosfolipida ini merupakan molekul amfipatik yang artinya salah satu ujungnya merupakan kepala molekulnya (fosfat) bermuatan positif dan larut air (polar, hidrofit), sedangkan molekul lainnya terdiri dari 2 rantai asam amino yang ujungnya merupakan ekor molekul yang bersifat sangat menolak air (tidak larut air, nonpolar, hidrofob). Ujung-ujung yang hidrofob saling bertemu ditengah-tengah membran. Bila fosfolipida dicampur dengan air, molekul amfipatik ini akan terbenah diri menjadi suatu pola sehingga polarnya akan ditarik ke polar molekul air, sedangkan nonpolar dari rantai asam lemak akan mengelompokkan diri terpisah dari molekul air.

Terlihat ujung polar dari fosfolida terdapat dipermukaan membran, sedangkan nonpolar dari rantai asam lemak terletak dibagian dalam. Tidak nampak adanya ikatan kimia yang menghubungkan satu fosfolipida dengan fosfolipida yang lain, maka dari itu setiap molekul fosfolipida bebas bergerak, tidak tergantung satu dengan yang lain. Selain fosfolipida, membran sel juga mengandung kolestrol yang tergolong suatu steroid. Kolesterol yang terdapat di membran sel mempunyai peranan menjaga agar lapisan lipida tetap berada dalam keadaan cair dan stabil.

Salah satu protein di membran sel dikenal sebagai protein integral yang sangat berkaitan dengan lipida. Ini dapat dilihat dari kenyataan bahwa protein integral tidak dapat di ekstraksi tanpa merusak lapisan lipidanya, seperti fosfolipida. Protein integral juga bersifat amfipatik, dimana pola rantai samping asam amino terletak di salah satu daerah molekul, sedangkan nonpolar rantai samping berkumpul di daerah yang terpisah. Protein lainnya di membran sel disebut protein perifer yang dapat di ekstraksi dari membran sel tanpa merusak lapisan lipidanya. Protein ini tidak bersifat amfipatik dan tidak berkaitan dengan nonpolar lipida. Protein perifer terletak dipermukaan membran dan terikat pada bagian polar dari protein integral. Struktur umum membran sel yang dijelaskan diatas dikenal sebagai model mozaik cair.

Molekul yang dapat melintasi bilayer lipid dengan cepat adalah molekul kecil, larut dalam lipid, hidrofobik, dan nonpolar. Molekul hidrofobik seperti hidrokarbon, CO2, dan O2 dapat larut dalam membran dan melintasinya dengan mudah. Molekul sangat kecil yang polar tetapi tidak bermuatan juga dapat melewati membran dengan lebih lambat. Contohnya ialah air, urea, gliserol, dan etanol. Bilayer lipid tidak sangat permeabel terhadap molekul polar tak bermuatan yang lebih besar seperti glukosa dan sukrosa. Bilayer ini relatif tidak permeabel terhadap ion, sekalipun ion-ion seperti H⁺, K⁺, dan Na⁺.

Ada dua mekanisme transpor berdasarkan jumlah molekul yang melintasi membran yaitu uniport (transpor satu molekul) dan co-transport (transport dua molekul). Co-transpor bedasarkan kedua arah molekul yang ditranspor dibagi menjadi symport (dua molekul ditranspor dengan arah yang sama), misalnya glukosa dan Na⁺, dan antiport (kedua molekul ditranspor dengan arah berlawanan), misalnya pompa Na-K.

Transpor melalui membran bedasarkan aliran gradien elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan transpor pasif. Transpor pasif artinya molekul melewati membran tanpa melawan gradien konsentrasi dan sel tidak mengeluarkan energi, misalnya air secara osmosis dan O₂ secara difusi. Ada juga mekanisme difusi yang dipermudah dengan menggunakan protein spesifik atau sering juga disebut transpor terfasilitasi. Sedngkan transpor ktif membutuhkan energi karena harus melawan gradien konsentrasi, misalnya pompa Na dan K.

Transpor aktif dan pasif diperantai oleh protein carrier yang berikatan dengan sumber energi. Protein ini akan mengikat senyawa yang akan ditranspor dengan adanya perubahan pada konformasi protein. Protein carrier membantu molekul keluar masuk sel dengan mekanisme “ping-pong”. Transpor ini relatif lambat karena molekul yang masuk ditahan dulu dalam protein carrier yang memediasi difusi kemudian baru dikeluarkan ke dadalam sel.

Selain protein carrier, transpor pasif juga dapat melewati protein channel. Protein ini tidak mengikat senyawa yang akan ditranspor, berupa lubang hidrofilik sepanjang lipid bilayer. Transpor melalui channel lebih cepat dari pada melalui carrier.

Ada beberapa manfaat transpor membran yaitu:

1. Menjaga kestabilan pH

2. Menjaga konsentrasi zat dalam sel untuk aktivitas enzim

3. Memperoleh pasokan zat makanan, bahan energi atau zat lain

4. Membuang sisa metabolisme yang beracun

5. Memasok ion yang penting untuk kegiatan saraf dan otot

B. Transpor Molekul Kecil

1. Transpor Pasif

Transpor pasif adalah pergerakan atau perpindahan molekul melalui membran permeabel tanpa mengeluarkan energi kimia dan terjadi secara spontan. Transpor pasif memainkan peran penting dalam sejumlah proses biologis dengan memungkinkan tubuh untuk menggerakan nutrisi dan bahan limbah masuk dan keluar dari sel tanpa harus menggunakan energi untuk melakukannya. Contoh transpor pasif adalah difusi, osmosis

a. Difusi

Difusi merupakan suatu proses penyebaran molekul zat dari konsentrasi (kerapatan) tinggi ke konsentrasi rendah tanpa menggunakan energi. Secara spontan, molekul zat dapat berdifusi hingga mencapai kerapatan molekul yang sama dalam satu ruangan. Semua sel pindah dengan melakukan difusi melalui membran sel. Syaratnya yaitu partikelnya sederhana, berukuran kecil, dan dapat larut dalam air ataupun lemak. Jadi kalau cairan di sekeliling sel punya konsentrasi tinggi dibanding di dalam sel, secara otomatis molekul dari cairan disekeliling membran sel bisa berdifusi ke dalam sel. Sebagai contoh, setetes parfum akan menyebar ke seluruh ruangan (difusi gas di dalam medium udara). Molekul dari sesendok gula akan menyebar ke seluruh volume air di gelas meskipun tanpa diaduk (difusi zat padat di dalam medium air), hingga kerapatan zat tersebut merata.

b. Osmosis

Osmosis merupakan suatu proses difusi yaitu difusi air melalui selaput yang selektif permeable (semipermeabel) secara diferensial dari pelarut berkonsentrasi tinggi (banyak air) ke pelarut yang berkonsentrasi rendah (sedikit air) dalam proses transpor melalui membran sel. Semipermeabel berarti membran tersebut hanya bisa dilalui oleh molekul-molekul air atau molekul-molekul seukuran dengan air.

Bila sel memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi (sedikit air atau hipertonik) daripada di luar sel, maka air yang ada di luar sel akan masuk ke dalam sel. Peristiwa masuknya air ke dalam sel tersebut dapat mengakibatkan pecahnya sel pada sel hewan (hemolisis). Sedangkan, bila sel memiliki konsentrasi zat terlarut lebih rendah (banyak air) daripada di luar sel, maka air yang ada di dalam sel akan keluar sel. Keluarnya air dari sel akan mengakibatkan sel mengerut yang disebut krenasi. Proses osmosis akan berhenti jika konsentrasi di dalam dan di luar sel telah seimbang.

c. Difusi Terfasilitasi

Difusi terfasilitasi yaitu difusi yang difasilitasi oleh protein dan tersusun dalam bentuk saluran (protein transmembran) dan carrier protein yang merupakan protein pembawa. Difusi melalui protein transmembran sering digunakan oleh sel-sel syaraf untuk perpindahan ion Na+ dan K+ serta ion-ion seperti Cl-, Ca2+ dan HCO3-.

Difusi melalui protein pembawa dapat terjadi beberapa macam sebagai berikut: 1)Uniport, terjadi kalau protein pembawa hanya mengikat satu macam ion, misal glukosa ekstraseluler yang relative tinggi maka lintasannya menggunakan cara ini. 2)Kotranspor, terjadi jika protein pembawa mengikat sepasang ion. Kotransport terbagi menjadi dua, yaitu: simport dan antiport. Simport yaitu jiaka transport memindahkan dua macam ion kearah yang sama, misalnya glukosa ektraseluler dengan konsentrasi rendah akan terikat ke sisi protein pembawa dan masuk ke dalam sel bersama dengan Na+. antiport yaitu jika ternsport memindahkan dua macam ion yang terikat pada protein pembawa dan berpindah dengan arah berlawanan.

$Description: C:\Users\acer\Documents\FISWAN\difusi fasilitas.jpg$

2. Transpor Aktif

Transpor aktif adalah pergerakan atau pemindahan yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukkan ion-ion dan molekul melalui membran sel yang bersifat permeabel dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di dalam sel. Transpor aktif dipengaruhi oleh muatan listrik didalam dan diluar sel, dimana muatan listrik ini ditentukan oleh ion natrium (Na+), ion kalium (K+), dan ion klorin (Cl-). Keluar masuknya ion Na+ dan K+ diatur oleh pompa natrium-kalium. Transpor aktif dapat berhenti jika sel didinginkan, mengalami keracunan, atau kehabisan energi.

Transpor aktif memerlukan molekul pengangkut berupa protein integral pada membran, dimana di dalam molekul ini, terdapat situs pengikatan. Proses transport aktif dimulai dengan pengambilan tiga ion Na⁺ dari dalam sel dan menempati situs pengikatan pada protein integral. Energi diperlukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran yang sebelumnya membuka kearah dalam sel menjadi membuka kebagian luar sel. Selanjutnya, ion Na⁺ terlepas dari situs pengikatan dan keluar dari protein integral menuju keluar sel. Kemudian dari luar sel, dua ion K+ menempati situs pengikatan di protein integral. Bentuk protein integral berubah, dari sebelumnya membuka kearah luar menjadi membuka kearah dalam sel dan ion kalium dilepaskan kedalam sel.

Energi tambahan yang digunakan dalam proses transpor aktif berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses respirasi. Selain itu, pada membran sel terdapat lapisan protein. Salah satu jenis protein yang terdapat di membran sel tersebut adalah protein transpor. Protein transpor mengenali zat tertentu yang masuk atau keluar sel. Zat yang dipindahkan dengan cara transpor aktif pada umumnya adalah zat yang memiliki ukuran molekul cukup besar sehingga tidak mampu melewati membran sel. Sel mengimbangi tekanan osmosis lingkungannya dengan cara menyerap atau mengeuarkan molekul-molekul tertentu. Dengan demikian, terjadi aliran air masuk atau keluar sel. Kemampuan mengimbangi tekanan osmosis dengan transpor aktif menjadi sangai penting untuk bertahan hidup.

Pompa natrium kalium merupakan contoh transpor aktif yang banyak ditemukan pada membran sel. Perpindahan molekul ini menggunakan energi ATP untuk mengeluarkan natrium (Na⁺) keluar sel dan bersama dengan itu memasukkan kalium (K⁺) ke dalam sel. Perhatikan gambar berikut.

Ion Na⁺ dan K⁺ dengan transpor aktif dapat melewati membran sel. (1) Ion Na⁺ pada suatu tempat di protein membran. (2) Ion Na⁺tersusun dengan formasi tertentu untuk dilepaskan ke luar sel. (3) Ion K⁺ dilepaskan protein membran dan masuk ke dalam sel. Dua jenis transpor aktif yaitu:

a. Transpor aktif primer (energi dari hidrolisis ATP) yaitu transpor yang bergantung pada potensial membran. Dalam keadaan stabil, ekstraseluler memiliki konsentrasi Na⁺ 10 kali lebih tinggi dari pada di dalam sel, sedangkan konsentrasi ion K⁺lebih rendah di dalam sel dari pada di luar sel. Kalau konsentrasi Na⁺ dalam sel meningkat maka Na⁺ perlu dikeluarkan, maka diperlukan ATP untuk memompa Na⁺keluar dengan cara Na⁺ akan terikat pada sisi spesifik pada saluran protein, sehingga menyebabkan rangsangan fosforilasi dan terjadi hidrolisis ATP, menghasilkan suatu perubahan pada konformasi saluran protein berakibat Na⁺ yang terikat bergerak keluar sel dan terjadi reduksi afinitas ikatan Na⁺pada protein saluran sehingga Na⁺ terlepas. Pada waktu bersamaan, di bagian ekstraseluler K⁺ mengalami afinitas di bagian sisi protein saluran, terjadi stimulus defosforilasi berakibat perubahan konformasi saluran protein sehingga terjadi gerakan yang menyebabkan K⁺ bergerak ke bagian interseluler. Saluran protein memiliki tiga tempat spesifik untuk ikatan Na⁺ dan dua untuk K⁺, sehingga setiap kali siklus transpor tiga Na⁺ dan dua K⁺ lewat membran sel membutuhkan satu molekul ATP yang terhidrolisa.

b. Transpor aktif sekunder (energi dari gradien ion) transpor aktif juga memindahkan mikromolekul yang berada di daerah lumen usus, misalnya perpindahan glukosa dan asam amino berkonsentrasi rendah ke dalam sel usus dengan konsentrasi rekatif tinggi. Perpindahan ini tidak menggunakan ATP hasil hidrolisis tetapi digerakkan karena perbedaan gradien Na⁺. Konsentrasi Na⁺ ekstraseluler usus lebih rendah daripada dalam sel, sehingga terjadi perpindahan ion ke dalam sel dengan cara berikatan dengan bagian sisi protein saluran, selanjutnya diikuti oleh glukosa yang berikatan dengan protein saluran yang sama tetapi pada sisi yang lain. Transpor seperti ini disebut transpor aktif sekunder.

C. Transpor Molekul Besar

Molekul- molekul besar seperti protein, polinukleutida dan polisakarida tidak akan dapat menembus membrane dengan cara- cara seperti pada pengangkutan molekul-molekul kecil. Akan tetapi, sel memiliki kemampuan untuk memasukkan dan mengeluarkan makromolekul yaitu melibatkan pembentukan vakuola dengan cara endositosit. Endositosit adalah transport makromolekul dan materi yang sangat kecil ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula baru dari membrane plasma. Langkah- langkah proses pada endositosit yaitu, sebagian kecil luas membrane plasma terbenam ke dalam membentuk kantong. Begitu kantong semakin dalam, maka kantong akan terjepit membentuk vesikula yang berisi materi yang dapat dari luar selnya. Endositosit dibutuhkan untuk berbagai macam fungsi yang penting bagi sel. Karena, endositosit dpat meregulasi berbagai macam proses seperti pengambilan nutrisi, adhesi dan migrasi sel, reseptor sinyal, masuknya pathogen, neutrosansmisi,, masuknya obat dan lain-lain.

Hakikatnya endositosit merupakan proses pemasukan zat ke dalam sel. Proses ini tergolong transport aktif karena melawan kadar gradient (dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi) dan memerlukan energi sel. Contoh endositosit adalah sel darah putih yang memakan bakteri penyakit, sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam suatu vakuola makanan yang selanjutnya dicerna oleh lisosom. Endositosit terbagi dua, yaitu fagositosit ( pemasukan zat padat) dan pinositosit ( pemasukan zat cair).

1. Fagositosit

Fagositosit berasal dari bahasa yunan phagein “makan” dan cytos “sel”, berupa padatan yang ukurannya lebih besar.sel menelan suatu partikel dengan pseudopod yang membalut disekeliling partikel tersebut dan membungkusnya di dalam kantong berlapis- membran yang cukup besar untuk digolongkan sebagai vakuola.

Partikel itu di cerna setelah vakuola bergabung dengan lisosom yang mengandung enzim hidrolitik. Contoh ciliata atau organisme mikroskopik lain yang dimakan oleh amoeba. Selama fagositosit mangsa menjadi tidak berdaya oleh sekresi dari sel pemangsa.

$Description: D:\FISWAN\fagositosit.png$

Keterangan gambar:

1). Sebuah sel amoeba mendekati sel paramecium 2). Amoeba membentuk kaki semu (pseudopodia) dan semakin mendekati paramecium. 3). Amoeba mengurung sel paramecium dengan kaki semu dan memasukkanya ke dalam vakuola makanan. 4). Lisosom pada amoeba mulai bergabung (fusi) dengan vakuola makanan untuk mengeluarkan enzim pencernaan.

2. Pinositosit

Pinositosit berasal dari bahasa yunani Pinein “minum” dan Cytos “sel”, disebut juga peminum sel, karena salah satu atau seluruh zat terlarut yang larut dalam tetesan tersebut dimasukkan ke dalam sel, pinositosis tidak spesifik dalam subtansi yang yang ditranspornya. Pinositosis merupakan peristiwa masuknya sejumlah kecil medium kultur dengan membentuk lekukan-lekukan membrane sel. Peristiwa ini dapat terjadi bila konsentrasi protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel sesuai dengan konsentrasi di dalam sel. Proses pinositosis dapat di amatai dengan mikroskop electron.

Sel-sel yang melakukan proses pinositosis ini antara lain sel darah putih, epitel usus, makrofag hati, dan lain-lain.

$Description: D:\FISWAN\pinositosit.png$

Keterangan gambar:

1). Molekul-molekul medium kultur mendekati membrane sitoplasma. 2). Molekul-molekul mulai melekat (menempel) pada plasma, hal ini terjadi karena adanya konsentrasi yang sesuai antara protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel dengan di dalam sel. 3). Mulai terbentuk invaginasi pada membrane sitoplasma. 4). Invaginasi semakin ke dalam sitoplasma. 5). Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran pinositik. 6). Kantong mulai lepas dari membrane plasma dan membentuk gelembung-gelembung kantong. 7). Gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untuk melakukan fragmentasi. 8). Gelembung pecah menjadi gelembung yang lebih kecil.

AHLUL NAZAR

Formulir Kontak