BAB I

PENDAHULUAN

Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel

hidup dengan sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yan luar biasa ini tebalnya kira-

kira 8 nm. Seperti semua membran biologis, membran plasma memiliki

permeabilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat

melintasinya dengan lebih mudah daripada substansi lainnya. (Campbell, dkk.,

2002)

Membran plasma membatasi isi sel dengan lingkungan di sekitarnya.

Membran plasma tersusun atas dua lapisan lemak yang di bagian luarnya diselimuti

lapisan protein. Membran plasma bersifat semipermeabel (selektif permeabel)

sehingga ada zat yang dapat melalui membrane secara spontan dan ada pula yang

tidak.

Zat-zat melewati membran melalui transport pasif atau transport aktif.

Transport pasif terjadi secara spontan dan tidak menggunakan energy sel, misalnya

difusi dan osmosis. Transport aktif adalah transport zat yang terjadi dengan

menggunakan energi dari sel.

Begitu besarnya peranan membran sel terhadap kelangsungan hidup sel

membuat orang tidak pernah puas dan berhenti mempelajarinya. Banyak penemuan

di berbagai bidang yang berhubungan dengan struktur, komposisi, maupun sistem

transpor. Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dibahas tentang struktur dan

fungsi membran, serta bagaimana membran seluler mengontrol perlintasan zat-zat,

transport membran dan aplikasinya.

BAB II

ISI

2.1 Struktur Dan Fungsi Membran Sel/ Membran Plasma

Lipid dan protein merupakan bahan penyusun utama membran, walaupun

karbohidrat juga merupakan bahan penting. Membran plasma memiliki struktur

seperti lembaran tipis, yang tersusun atas molekul lipid (lemak) dan protein.

Komponen lemaknya berupa fospolipid rangkap (bilayer fosfolipid), dan komponen

proteinnya berupa glikoprotein. Terdapat dua jenis protein membran yaitu protein

yang terbenam (protein integral), dan protein yang menempel (protein perifer).

Dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Gambar stuktur membran

Akhir-akhir ini, model yang dapat diterima untuk penyusunan molekul-

molekul tersebut dalam membran ialah model mosaik fluida yang dikemukakan

oleh S. J. Singer dan G. Nicholson pada tahun 1972. Teori ini menyatakan bahwa

membrane sel tersusun oleh lapisan protein. Protein tersusun mozaik atau tersebar

dan masing-masing tersisip atau tenggelam diantara lapisan ganda fosfolipid

(bilayer fosfolipid). Molekul protein dan lemak pada membran itu tidak statis,

melainkan senantiasa bergerak. Dapat dibayangkan molekul lemak sebagai “benda

cair” yang di atasnya dan di dalamnya terdapat molekul protein yang “berenang-

renang”. Itulah sebabnya struktur membrane yang demikian disebut sebagai

“membran mosaik cair” (fluid mosaic membrane). Untuk lebih jelasnya, perhatikan

Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Struktur membran model mosaik cair

Membran plasma berfungsi sebagai pembatas antara sel dengan

lingkungannya, mengontrol dan mengendalikan pertukaran zat kedalam dan keluar

sel, karena memiliki sifat selektif permeable, sebagai reseptor rangsang dari luar,

pelindung isi sel dan mempertahankan bentuk sel.

Membran sel merupakan bagian terluar sel dan tersusun secara berlapis-

lapis. Bahan penyusun membran sel yaitu lipoprotein yang merupakan gabungan

antara lemak dan protein. Membran sel mengandung kira-kira 50% lipid dan 50%

protein.

Lipid

Lipid yang menyusun membran terdiri atas fosfolipid (rantai asam lemak,

gliserol, fosfat, dan alkohol) dan kolesterol. Fosfolipid merupakan lipid yang

jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Fosfolipid memiliki

bentuk tidak simetris dan berukuran panjang. Fosfolipid mampu membentuk

membran karena struktur molekulernya. Fosfolipid bersifat amfipatik, yaitu

memiliki daerah hidrofobik dan daerah hidrofilik.

Gambar 2.3 Lipid penyusun membran

Irving Langmuir (1917) membuat model membran buatan yang terdiri dari

selapis fosfolipid dengan ekor hidrofobik mengarah ke udara sedangkan kepala

hidrofilik tercelup air. Itu tidak menjawab bagaimana jika sel berada di lingkungan

akuatik, yang mendasari E. Gorter dan F. Grendel (1925) mengemukakan model

bilayer fosfolipid yang tebalnya dua molekul. Bilayer seperti ini dapat menjadi

suatu batas stabil antara dua ruangan aquaeous karena susunan molekulernya

melindungi bagian hidrofobik dan membiarkan bagian hidrofiliknya menyentuh

cairan. Davson dan Danielli (1935) melengkapi model tersebut dengan melapisi

kedua permukaan itu dengan protein hidrofilik. Karena protein membran memiliki

daerah hidrofobik dan hidrofilik juga, maka pada tahun 1972 J. Singer dan G.

Nicolson menunjukkan protein tersebut sebenarnya terdispersi dan secara individual

disisipkan ke daerah bilayer fosfolipid dengan daerah hidrofobik di dalam dan

daerah hidrofilik menghadap cairan.

Gambar 2.4 Fosfolipid

Membran bersifat fluid agar dapat bekerja dengan baik. Disinilah fungsi

kolesterol steroid yang terjepit di antara molekul-molekul fosfolipid dalam

membran plasma hewan membantu menstabilkan membran tersebut. Kolesterol

menghambat penyusunan-rapat fosfolipid, kolesterol juga membantu menurunkan

suhu membran jika suhu disekitar naik. Jika membran membeku permeabilitasnya

berubah, protein enzimatik di dalamnya mungkin menjadi inaktif.

Protein

Membran merupakan suatu mozaik fluida yang terdiri atas lipid, protein, dan

karbohidrat. Protein menentukan sebagian besar fungsi spesifik membran. Ada dua

protein utama membran yaitu protein integral dan protein periferal. Protein integral

adalah protein transmembran dengan daerah hidrofobik membentang sepanjang

interior hidrofobik membran tersebut. Daerah hidrofobik protein integral terdiri atas

satu atau lebih rentangan asam amino nonpolar, yang biasanya tergulung menjadi

heliks-α. Bagian yang hidrofilik berada pada kedua sisi yang aqueous. Protein

periferal tidak tertanam dalam bilayer lipid melainkan terikat longgar pada

permukaan membran. Seperti pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Protein penyusun membran

Karbohidrat

Gambar 2.6 Struktur karbohidrat membran

Karbohidrat membran memiliki fungsi untuk mengenali satu jenis sel

tetangga, yang menjadi dasar penolakan terhadap sel asing. Karbohidrat pada

membran biasanya berbentuk oligosakarida. Beberapa oligosakarida secara kovalen

terikat dengan lipid (membentuk glikolipid) dan sebagian besar terikat secara

kovalen dengan protein (membentuk glikoprotein). Molekul dan lokasi yang

beragam pada permukaan sel membuat oligosakarida dapat berfungsi sebagai

penanda yang membedakan sel yang satu dengan yang lainnya.

Sifat dari membran sel ini adalah selektif permiabel artinya adalah dapat

dilalui oleh air dan zat-zat tertentu yang terlarut di dalamnya. Oleh karena itu,

membran sel berfungsi untuk mengontrol dan mengendalikan pertukaran zat

kedalam dan keluar sel. Untuk menunjang fungsinya ini, membran sel memiliki

kemampuan untuk mengenali zat. Zat yang dibutuhkan akan diizinkan masuk,

sedangkan zat yang sudah tidak digunakan berupa sampah akan dibuang. Ada juga

zat tertentu yang dikeluarkan untuk diekspor ke sel lain. Masuknya zat dari luar

melalui membran sel yaitu melalui peristiwa transport pasif dan transport aktif.

2.2 Transport Melalui Membran

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 dan masuk sel sehingga substansi-

substansi tersebut tidak dapat melintas secara sembarangan. Sel tersebut dapat

mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya.

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 kecil seperti H+, K+, dan Na+.

Ada dua mekanisme transpor berdasarkan jumlah molekul yang melintasi

membran yaitu uniport (transpor satu molekul) dan co-transport (transpor dua

molekul). Co-transport berdasarkan 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 berdasarkan 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.  Sedangkan transpor aktif membutuhkan energi karena harus melawan

gradien konsentrasi, misalnya pompa Na dan K.

Transpor aktif dan pasif diperantarai 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 dalam 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 daripada melalui

carrier.

Gambar 2.7 Transport molekul melalui membran

A. Transpor Pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien

konsentrasinya. Perbedaan konsentrasi molekul yang menyebabkan perpindahan

disebut gradien konsentrasi. 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 merupakan proses perpindahan atau pergerakan

molekul zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah melalui membran

permeabel. Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa nonelektrolit agar

dapat berdifusi secara pasif melalui membran yaitu konsentrasi senyawa pada satu

sisi lebih dari sisi lain serta  membran harus permeable terhadap substansi tersebut.

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. Contoh molekul yang

berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan

lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi

dengan bantuan protein transpor.

Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu

difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein

transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated

difusion). (Lihat Gambar 2.8)

Gambar 2.8 Difusi membran

Difusi Sederhana

Difusi sederhana melalui membran berlangsung karena molekul-molekul

yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid)

sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran

sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D,

E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran

sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O, CO2, HO, dan

H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu,

dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari

protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan

molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya.

Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan

beberapa garam – garam mineral, tidak dapat menembus membran secara langsung,

tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus

membran. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan

difusi difasilitasi.

Difusi Terfasilitasi

Difusi terfasiltasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui membran

plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. Protein

transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan

terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Protein transport

memiliki banyak sifat enzim. Persis seperti enzim yang bersifat spesifik untuk

substratnya, protein transport dispesialisasikan untuk zat terlarut yang diangkutnya

dan bahkan mungkin memiliki tempatbpengikatan spesifik yang bertalian erat

dengan tempat aktif suatu enzim. Setiap molekul atau ion memiliki protein

transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan

protein transporter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel.

Protein transporter untuk glukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka,

otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu

membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi (lihat Gambar 2.9).

Gambar 2.9 Difusi terfasilitasi

Contohnya pada Bakteri Escherichia coli jika dipindahkan ke medium

laktosa, maka metabolismenya menurun. Salah satu sebabnya ialah membrane

selnya tidak dapat menembus laktosa (impermeabel). Tetapi setelah beberapa menit

laktosa mulai masuk ke dalam sel, karena terbentuknya enzim dalam sel yang

disebut permease. Permease adalah suatu protein membrane sel yang membuatkan

jalan bagi laktosa agar dapat melintasi membrane ganda fosfolipid dan hidropobik

dari membrane sel. Difusi yang tergantung pada suatu organisme transport dari

membrane selseperti permease disebut difusi terbantu.

Osmosis

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut,

dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya (air) tinggi menuju larutan yang

konsentrasi zat pelarutnya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel

atau semi permeabel. Atau dapat diartikan juga perpindahan molekul dari larutan

yang rendah menuju larutan yang tinggi konsentrasinya.

Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika

dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua

larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut

dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel,

maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah

menuju larutan glukosa yang konsentrasinya tinggi melalui selaput permeabel. Jadi,

pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju

kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel.

Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan

larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis sedangkan larutan yang

konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika

larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di

dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

Gambar 2.10 Perpindahan air menembus membrane selektif permeabel

Faktor yang mempengaruhi proses osmosis:

1. konsentrasi air dan zat terlarut yang ada di dalam sel dan luar sel

2. ketebalan membran

3. suhu.

Efek Osmosis pada Sel Hewan dan Tumbuhan

Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah

merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan

yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah

akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan

mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor

sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel

darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan

mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal ini karena sel hewan tidak memiliki

dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan

turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel),

sedangkan sel hewan/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel

hewan/sel darah merah mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena

kehilangan air. (Lihat Gambar 2.11 dan Tabel 2.1).

Gambar 2.11 Osmosis pada sel hewan dan sel tumbuhan

Tabel 2.1 Efek Osmosis pada Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Pembeda Sel tumbuhan Sel hewan

Larutan Hipotonik Turgiditas tinggi Lisis

Larutan Hipertonik Plasmolisis Krenasi

Keterangan:

• Tekanan turgor:tekanan dari dalam vakuola kepada membran plasma dan

dinding sel karena adanya osmosis air ke dalam vakuola.

• Plasmolisis:menciutnya sitoplasma ketika sel berada pada larutan yang

hipertonis.

• Krenasi≈ plasmolisis; krenasi terjadi pada hewan

B. Transpor Aktif

Definisi transport aktif, pertama kali dicetuskan oleh Rosenberg sebagai

sebuah proses yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area

yang mempunyai potensial elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan

potensial yang lebih tinggi. Proses tersebut dikatakan, memerlukan asupan energi

dan suatu mekanisme kopling agar asupan energi dapat digunakan demi

menjalankan proses perpindahan substansi.

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak

spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor

aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat

dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionofor. Ionofor

merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun

membran buatan.

Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membran

semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan

energi dalam bentuk ATP. Transpor aktif berjalan dari larutan yang memiliki

konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi tinggi, sehingga dapat

tercapai keseimbangan di dalam sel. Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel

dapat mempengaruhi proses ini, misalnya ion K+, Na+dan Cl+. Peristiwa transpor

aktif dapat Anda lihat pada peristiwa masuknya glukosa ke dalam sel melewati

membran plasma dengan menggunakan energi yang berasal dari ATP.

Contoh lain terjadi pada darah di dalam tubuh kita, yaitu pengangkutan ion

kalium (K) dan natrium (Na) yang terjadi antara sel darah merah dan cairan

ekstrasel (plasma darah). Kadar ion kalium pada sitoplasma sel darah merah tiga

puluh kali lebih besar daripada cairan plasma darah. Tetapi kadar ion natrium

plasma darah sebelas kali lebih besar daripada di dalam sel darah merah.

Adanya pengangkutan ion bertujuan agar dapat tercapai keseimbangan kadar

ion di dalam sel. Mekanisme transpor ion ini dapat terlihat pada Gambar 2.12

berikut.

Gambar 2.12 Mekanisme Transpor Aktif

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan

light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua

istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang

mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua

substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor

Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri.

Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada

Bakteriorhodopsin.

1. ATP DRIVEN PUMP

Mekanisme pompa Na-K adalah sebagai berikut:

a. Pengikatan Na+ sitoplasmik dengan protein menstimulasi fosforilasi oleh ATP,

b. Fosforilasi menyebabkan perubahan konformasi protein,

c. Perubahan konformasi mengusir Na+ keluar dan K+ ekstraseluler diikat,

d. Pengikatan K+ memicu pelepasan gugus fosfat,

e. Kehilangan fosfat membentuk kembali konformasi asli,

f. K+ dilepaskan dan tempat Na+ mampu mengikat kembali; siklus berulang

kembali.

Gambar 2.13 Mekanisme pompa Na-K

Pompa proton mentranslokasikan muatan positif dalam bentuk ion hidrogen

dengan menggunakan ATP sebagai penggeraknya. Tegangan dan gradien H+

menggambarkan sumber energi ganda yang dapat digunakan sel untuk

menggerakkan proses lain, seperti penyerapan gula dan nutrien lainnya. Pompa

proton merupakan pompa elektrogenik utama tumbuhan, fungi, dan bakteri.

2. Couple Carrier

Couple carrier adalah sepasang protein yang pengangkutan ion dari suatu

larutan di luar sel ke dalam sel melewati membran. Couple carrier dibagi dua yaitu

symporter (coupled transport  yang melewatkan ion pertama dan kedua pada arah

yang sama) dan antiporters (coupled transport yang melewatkan ion kedua dari arah

berlawanan).

Couple carriers termasuk dalam transport aktif tidak langsung, pada

transport ini menggunakan energi yang dihasilkan dari pompa sodium-potasium.

Molekul-molekul yang masuk atau keluar sel dengan transport tidak langsung selalu

bergerak melewati membran  bersama-sama dengan gerakan ion, maka mekanisme

transpot aktif ini juga disebut cotransport.

Couple carriers terjadi dalam dua pola, symport dan antiport. Pada symport,

substansi yang dicotransport bergerak searah gerakan ion. Diantara metabolit

penting dan ion yang digerakkan secara aktif ke dalam sel dengan symport adalah

gula dan Na++.

Pada antiport, substansi yang di cotransport bergerak dalam arah berlawanan

dengan gerakan ion. Pola ini umumnya terbatas untuk ion.

Gambar 2.14 Couple transport

3. Light Driven Pump

Di dalam membran plasma archea halofilik ekstrem terdapat mekanisme

transpor aktif yang di induksi oleh cahaya. Transpor aktif ini difasilitasi oleh protein

bakteriorhodopsin yang tertanam di dalam membran plasma. Penelitian terakhir

menjelaskan bahwa rhodopsin yang berperan dalam transpor aktif ini juga terdapat

di dalam organisme lain. Termasuk juga pada bakteri yang hidup di permukaan air

laut.

Rhodopsin terbagi dalam dua tipe yang berbeda berdasarkan fungsinya,

rhodopsin yang berfungsi secara visual dan rhodopsin yang berfungsi sebagai

pompa proton yang diinduksi oleh cahaya (bacteriorhodopsin), pompa ion klorida

(Halorhodopsin) dan sensor cahaya (sensory rhodopsin) pada archaea.

Pada mebran sel arkhea, terdapat protein bakteriorhodopsin yang memiliki

fotosistem yang peka cahaya. Pada saat cahaya (yang juga merupakan energi dalam

bentuk elektron) terkumpul dalam fotosistem, maka fotosistem akan memiliki

kelebihan energi. Kondisi ini akan membuat protein rhodopsin akan melepaskan

elektron. Elektron yang dilepaskan ini yang menjadi energi yang dibutuhkan untuk

melakukan transpor aktif intermembran.

C. Bulk Transport

Molekul-molekul besar seperti protein ditranspor dengan eksositosis dan

endositosis. Pada eksositosis, vesikula transpor bermigrasi ke membran plasma,

bergabung dengannya, dan melepaskan kandungannya. Pada endositosis, molekul

besar memasuki sel di dalam vesikula yang dijepit ke dalam dari membran plasma.

Ketiga jenis endositosis ialah fagositosis, pinositosis, dan endositosis yang

diperantarai reseptor.

Gambarb2.15 Transport bulk pada membran

a. Endositosis

Endositosis merupakan peristiwa pembentukan kantong membran sel.

Endositosis terjadi karena ada transfer larutan atau partikel ke dalam sel. Peristiwa

endositosis dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1) Pinositosis

Pinositosis merupakan peristiwa masuknya sejumlah kecil medium kultur

dengan membentuk lekukan-lekukan membran sel. Peristiwa ini dapat terjadi bila

konsentrasi protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel sesuai dengan

konsentrasi di dalam sel. Proses pinositosis dapat diamati dengan mikroskop

elektron.

Sel-sel yang melakukan proses pinositosis ini antara lain sel darah putih,

epitel usus, makrofag hati, dan lain-lain. Tahapan proses pinotosis adalah sebagai

berikut.

Gambar 2.16 Proses pinositosisKeterangan gambar:

1. Molekul-molekul medium kultur mendekati membran 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 membran sitoplasma.

4. Invaginasi semakin ke dalam sitoplasma.

5. Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran pinositik.

6. Kantong mulai lepas dari membran plasma dan membentuk

gelembunggelembung kantong.

7. Gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untuk melakukan

fragmentasi.

8. Gelembung pecah menjadi gelembung yang lebih kecil.

2) FagositosisFagositosis merupakan peristiwa yang sama seperti pada pinositosis tetapi

terjadi pada benda padat yang ukurannya lebih besar. Fagositosis dapat diamati

dengan mikroskop misalnya yang terjadi pada Amoeba. Tahap-tahap fagositosis dapat terlihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Proses fagositosis

Keterangan gambar:

1. Sebuah sel Amoeba mendekati sel Paramaecium.

2. Amoeba membentuk kaki semu (pseudopodia) dan semakin mendekati

Paramaecium.

3. Amoeba mengurung sel Paramaecium dengan kaki semu dan memasukkannya ke

dalam vakuola makanan.

4. Lisosom pada Amoeba mulai bergabung (fusi) dengan vakuola makanan untuk

mengeluarkan enzim pencernaan.

b. Eksositosis

Eksositosis adalah proses keluarnya suatu zat ke luar sel. Proses ini dapat

Anda lihat pada proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, misalnya proses

pengeluaran hormon tertentu. Semua proses sekresi dalam tubuh merupakan proses

eksositosis. Sel-sel yang mengeluarkan protein akan berkumpul di dalam badan

golgi. Kantong yang berisi protein akan bergerak ke arah permukaan sel untuk

mengosongkan isinya.

2.3 Aplikasi

Begitu besarnya peranan membran sel terhadap kelangsungan hidup sel

membuat orang tidak pernah puas dan berhenti mempelajarinya. Banyak penemuan

di berbagai bidang yang berhubungan dengan struktur, komposisi, maupun sistem

transpor.

Salah satu penelitian menunjukkan batu-batu sistein di ginjal terbentuk

karena ketidakmampuan seseorang untuk mentranspor asam-asam amino termasuk

sistein dari urin atau darah. Penyakit ini disebut cystuaria. Masih di bidang

kesehatan, kelebihan kadar kolesterol di membranlah yang membuat transpor ke

dalam sel menjadi terganggu.

Semua sistem pemupukan dan irigasi juga harus memperhatikan betul-betul

mengenai sistem transpor agar mendapatkan hasil yang maksimal.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Membran plasma atau membrane sel memiliki struktur seperti lembaran tipis, yang

tersusun atas molekul lipid (lemak) dan protein. Komponen lemaknya berupa

fospolipid rangkap (bilayer fosfolipid), dan komponen proteinnya berupa

glikoprotein.

2. Membran plasma berfungsi sebagai pembatas antara sel dengan lingkungannya,

mengontrol dan mengendalikan pertukaran zat kedalam dan keluar sel, karena

memiliki sifat selektif permeable, sebagai reseptor rangsang dari luar, pelindung isi

sel dan mempertahankan bentuk sel.

3. Transpor melalui membran dibedakan atas: transport pasif tanpa bantuan energi dari

sel dan transport aktif dengan menggunakan energi dalam bentuk ATP.

4. Difusi adalah perpindahan molekul atau zat dari larutan yang konsentrasinya tinggi

ke larutan yang konsentrasinya rendah melalui membrane permeable.

5. Faktor yang mempengaruhi laju difusi adalah permeabilitas membrane, perbedaan

konsentrasi, potensial listrik, dan perbedaan tekanan.

6. Osmosis adalah perpindahan molekul atau zat dari larutan yang rendah menuju

larutan yang tinggi konsentrasinya melalui membrane semi permeable atau

membrane selektif permeabel.

7. Faktor yang mempengaruhi laju osmosis: konsentrasi air dan zat terlarut yang ada di

dalam sel dan luar sel, ketebalan membrane, dan suhu.

8. Efek osmosis pada sel tumbuhan dan hewan adalah plasmolisis dan turgiditas tinggi

pada sel tumbuhan, serta lisis, dan krenasi pada sel hewan.

9. Transpor aktif membutuhkan energi karena harus melawan gradien konsentrasi,

misalnya pompa Na dan K. Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers,

ATP driven pumps, dan light driven pumps.

10. Untuk mentranspor molekul- molekul besar ada 2 mekanisme: endositosis dan

eksositosis.

11. Contoh aplikasi dari transport membran: kelebihan kadar kolesterol di membranlah

yang membuat transpor ke dalam sel menjadi terganggu.

Daftar Pustaka

Anonim (2009) tersedia:

http://gurumuda.com/bse/transpor-molekul-melalui-membran

Anonim (2010) tersedia:

http://doctorology.net/?p=31

Campbell, N. A. (1993). Biology, fifth edition. Benjamin Cummings Publishing

Company, Inc., Red-wood City.

http://www.google.co.id/imglanding?q=mekanisme+transpor+aktif&um=1&hl=id&client=firefox-a&sa=X&rls=org.mozilla

http://www.wikipedia.com

Nazar (2009) teredia:

http://nazar-greenblog.blogspot.com/2009_11_01_archive.html

Pratiwi, dkk. (2004) Buku Penuntun Biologi SMA. Erlangga: Jakarta hal. 10-11.

Syamsuri, I. dkk. (2000) Biologi. Erlangga: Jakarta hal. 6-29.