UNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANANUR ASMALINA BINTI AZIZAN10201511F3asmalina.azizan@yahoo.com

TRANSPORTASI SEL SkenarioAmir kelas 7 (kelas 1 SMP) mendapat tugas dari gurunya tentang sel dan bagaimana terjadinya berbagai proses metabolism tubuh, dimana salah satu contohnya adalah proses transportasi sel. Contoh yang diberikan gurunya adalah proses dalam membuat sirup. Oleh gurunya Amir diminta untuk menjelaskan dan mencari contoh-contoh yang lain tentang transportasi sel.

PENDAHULUANMetabolisme tubuh adalah semua reaksi kimia yang berlaku dalam tubuh sesuatu organism termasuk yang terjadi di tingkat selular. Terdapat dua jenis metabolisme yaitu katabolisme dan anabolisme.1 Katabolisme adalah reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi manakala anabolisme adalah reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu untuk diserap oleh sel tubuh.1 Proses metabolisme berbeda mengikut jantina dan jenis aktivitas seharian yang dilakukan. Pada kebiasaannya reaksi metabolisme pada wanita adalah lebih lambat dari pria. Oleh karena itu, hampir 30% wanita lebih gemuk daripada lelaki karena makanan dan lemak yang ada lambat diproses ke jaringan-jaringan dan sel yang memerlukan. Namun begitu, sel membutuhkan zat dan energi untuk melakukan reaksi metabolisme. Transportasi sel adalah satu cara untuk mendapatkan energi dan zat untuk tubuh badan kita melakukan proses metabolisme.

ISI PERBAHASAN1.Transportasi SelTransportasi sel adalah satu proses pengangkutan satu senyawa atau molekul dari asal satu tujuan yang terjadi pada sel. Transportasi sel ini bertujuan untuk mengangkut molekul ataupun ion-ion lain untuk bergerak dari satu tempat ke satu tempat khususnya melewati membran plasma dan dibantu oleh protein pembawa untuk sesetengah proses. Pada kenyataannya, semua proses kehidupan berlangsung di dalam sel mulai dari proses nutrisi, proses regulasi, proses metabolisme, proses ekskresi, proses reproduksi dan proses-proses kehidupan lainnya. Salah satu proses penting yang terjadi di dalam sebuah sel adalah proses transportasi atau pengangkutan zat dari luar dan ke dalam sel itu sendiri.2Proses ini berkaitan dengan pengaturan kadar air dan mineral di dalam sel yang melibatkan pengangkutan zat-zat keluar-masuk sel dan diatur oleh membran sel. Membran sel inilah yang memegang peran penting dalam mengatur keluar masuknya air dan zat-zat lainnya.2 Proses transportasi yang diatur oleh membran sel ini bisa terjadi baik secara aktif ( memerlukan energi ) maupun terjadi secara pasif ( tanpa memerlukan energi ). Berdasarkan ada tidaknya kebutuhan energi, kemudian ada yang mengelompokkan proses transportasi ini menjadi dua yaitu transportasi aktif dan transportasi pasif.

2. Transportasi Pasif

Transportasi pasif adalah sejenis transportasi sel yang tidak membutuhkan energi selular dalam bentuk ATP karena zat-zat ini diangkut mengikut konsentrasi gradien dimana mengikut prinsip perbedaan konsentrasi larutan. Jadi tidak ada sebarang energi yang digunakan. Contoh yang melibatkan tranportasi pasif adalah diffusi, osmosis dan diffusi terfasilitasi.

a.Diffusi

Gambar 1: proses difusi

- Difusi seperti di gambar 1 adalah molekul zat berpindah dari keadaan konsentrasi yang lebih tinggi menuju keadaan konsentrasi yang lebih rendah secara langsung tanpa melalui membran permeable.- Konsentrasi molekul yang banyak pada kawasan yang kecil akan membuatkan molekul tersebar keluar samapi akhirnya disebarkan ke seluruh ruangan yang dimungkin . - contoh: Jika kita memasukkan satu sendok gula penuh ke dalam gelas yang terisi the panas, gula tersebut akan terlarut. Pada awalnya, molekul-molekul gula akan sanagt terkonsentrasi di bahgian bawah gelas, namun jika kita menunggu cukup lama, molekul gula pada akhirnya akan larut atau terdifusi dengan seluruh teh dalam gelas.

b. Osmosis

Gambar 2: proses osmosis

-Osmosis seperti di gambar 2 adalah perpindahan pelarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah melalui membrane semipermeable.- Proses ini tidak membutuhkan energi karena energi kinetic sudah digunakan oleh molekul yang bergerak.- Molekul yang bisa melewati membran semipermeable adalah molekul yang kecil, non-polar atau larut dalam molekul fosfolipid dari membrane masuk dan keluar dari sel dengan mudah.-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).3-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 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.

c. Difusi Terfasilitasi

Gambar 3: proses difudi terfasilitasi

-Difusi terfasilitasi seperti di gambar 3 adalah satu bentuk transport pasif yang menggunakan bantuan dari protein pembawa untuk mengangkur zat-zat dan molekul yang kecil dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.-Difusi terfasilitasi ini seperti osmosis dan difusi juga, tidak menggunakan energi karena tidak berlawanan gradien. -Protein pembawa adalah selalunya hanya spesifik untuk satu molekul sahaja.-Sebagai contoh, ketika molekul glukosa terikat pada permukaan protein pembawanya, protein mulai berubah bentuk.-Suatu pori atau lubang mulai terbentuk pada sisi ikatan.-Lubang ini nantinya akan menjadi satu saluran yang dapat dilewati molekul glukosa.-Sekali molekul glukosa ada didalam sel, hubungan dengan protein pembawa rusak dan protein pembawa kembali pada bentuk asalnya.3

3.Transport Aktif

Transpor aktif adalah perpindahan zat melalui membrane selektif permiabel dari tempat yang konsentrasi zatnya rendah ke tempat yang konsentrasi zatnya tinggi menggunakan energi (ATP) dan enzim pengangkut (protein carier).

Senyawa yang berupa karbohidrat agar dapat diserap harus dipecah atau disederhanakan dahulu menjadi monosakarida, seperti fruktosa, glukosa dan galaktosa. Senyawa-senyawa tersebut masih bersifat pasif sehingga sukar diserap oleh sel. Untuk itu harus diaktifkan lebih dahulu dengan menggunakan energi yang tersimpan di dalam sel berupa energi kimia yang disebut ATP (Adenosin Tri Phospat).4Untuk membebaskan energi ATP diperlukan enzim tertentu sehingga terbatas energinya berupa 1 mol phospat sehingga sisanya berupa ADP (Adenosin Diphospat). Peristiwa inilah yang disebut transpor aktif.4 Transport aktif terbahgi kepada dua kelompok yaitu kelompok primer dan kelompok sekunder. Transport aktif primer dan sekunder ini masing-masing menggunakan protein pembawa untuk mengangkut zat dan molekul. Namun begitu, transport aktif juga bisa terjadi melalui vesikel seperti endositosis dan exositosis.a.Transport Aktif Primer

Gambar 4: transport aktif primer.

-Contoh transport aktif primer adalah pompa Na+ dan K+-Energi diperlukan karena ada zat yang harus dipindahkan melawan kecenderungan alami berdifusi ke arah yang berlawanan.-Berbeda dengan difusi yang dapat berjalan ke dua arah, transpor aktif merupakan gerakan satu arah dan dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel.3-Konsentrasi ion K+ didalam sel lebih besar daripada di luar sel, sebaliknya konsentrasi Na+ diluar sel lebih besar daripada didalam sel.- Untuk mempertahankan kondisi tersebut, ion-ion Na+ dan K+ harus selalu dipompa melwan gradien konsentrasi dengan energi dari hasil hidrolisis ATP. -3 ion Na+ dipompa keluar dan 2 ion K+ dipompa kedalam sel. -Untuk hidrolisis (adenosin triphospate) ATP diperlukan ATP-ase yang merupakan suatu protein transmembran yang berperan sebagai enzim.-Muatan listrik ini terutama ditentukan oleh ion-ion Natrium (Na+), Kalium (K+), dan ion klor (Cl-). Keluar masuknya ion Na+, dan K+ dilakukan oleh pompa natrium-kalium (pompa Na+-K-) dengan menggunakan energi yang diperoleh dari ATP.3-Konsentrasi ion K+ yang tinggi diperlukan untuk sintesis protein, glikosis, fotosintesis dan proses vital lainnya.-Keberadaan ion-ion Na+ dan K+ penting untuk mengendalikan pengaturan osmosis, mempertahankan kegiatan listrik dalam sel saraf dan memacu transpor aktif bagi zat-zat lain seperti glukosa dan asam amino.

b. Transport Aktif Sekunder

Gambar 5: proses transport aktif sekunder.-Pada transport sekunder co-transport , glukosa atau asam amino akan ditransport masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. -Natrium yang masuk akibat perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dari luar sel, tetapi asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na akibat perbedaan konsentrasi Na sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport aktif sekunder co-transport.5-Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan bahan lain ditransport keluar. -Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada pertukaran Na-Ca, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel, khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada kontraktiitas jantung. 5-Pertukaran Na-H terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dalam tubulus proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel.

c. Endositosis dan Exositosis

Gambar 6: Proses Endositosis dab Pinositosis

-Endositosis seperti yang dapat dilihat di gambar 6 adalah proses transportasi bahan-bahan ke dalam sel melalui suatu vesikel.-Ia dilakukan oleh sel organisme tungal dan sel darah putih.-Exositosis pula adalah proses transportasi bahan-bahan ke luar sel melalui suatu vesikel.-Exositosis dijumpai terjadi di sel-sel kelenjar ketika proses sekresi zat.-Endositosis dapat terjadi dalam 2 cara yaitu tergantung pada ukuran bahan yang ditransportasikan.-Bahan kecil atau dropet cairan masuk ke dalam sel melalui suatu proses yang diketahui sebagai pinositosis.- Molekul-molekul ini dari lingkungan masuk ke tempat yang terdalam dari membrane plasma.-Bahgian dari membrane mengelilingi molekul-molekul membentuk satu vesikel-Ketika satu vesikel tidak lagi ada, membrane yang masih lagi tinggal menutup dengan sendirinya. - Sekali didalam sitoplasma, vesikel melepaskan isinya.-Molekul-molekul membrane mengelilingi vesikel kemudian bergabung kembali dengan membrane yang lainnya di dalam sel.-Namun begitu, ketika besar, bahan-bahan padat harus dibawa ke dalam sel, jenis lain dari endositosis disebut fagositosis.- Bahgian dari sel menutup dengan sendirinya di sekeliling partikel.-Sekali makanan dikelilingi, membran plasma bergabung, menutupi partikel makanan dalam suatu vesikel.-Makanan kemudian dicerna oleh enzim-enzim khusus.

Gambar 7: amoeba melakukan proses fagositosis.

-Sebagai contoh, amoeba akan mendekati sasaran dan membentuk pseudopodia seperti yang ditunjukkan dalam gambar 7.-Pseudopodia melingkupi sasaran dan membentuk vakoula.-Dalam vakoula ini, enzim hydrolase dilepaskan untuk mencerna bacteria ataupun makanan.-Selepas dicerna, sisa buangan akan dikeluarkan melalui satu bahgian khusus dalam amoeba.

4. Membran Plasma

Membran plasmatersusun atas struktur membranfosfolipidganda (phospolipid bilayer). Struktur fosfolipid memiliki dua bagian yang berbeda, yaitu bagianhydrophilic berupa kepala menghadap ke bagaian luar permukaan membran dan bagianhydrophobicberupa ekor yang menghadap bagian internal membran seperti di gambar 8.Struktur membran plasma juga dilengkapi dengan strukturproteinyang melekat (periperal) atau tertanam (integral) dalam membran phospolipid. Beberapa protein membran berperan dalamtransport aktifsubstansi sel yang akan keluar atau memasuki sel. Komponen sunseluler yang lain dari membran plasma adalahglikoprotein,glikolipiddankolesterol.Bagi suatu sel membran plasma memiliki peranan untuk mengontrol zat atau substansi sel yang keluar masuk ke dalam sel serta mempertahankanhomeostasis. Membran plasma bersifat selektif semi permeable.

Gambar 8: Membran plasma dan protein yang terdapat di dalamnya

Membran sel juga melindungi sel dari lingkungan dan juga memungkinkan adanya kompartemen-kompartemen di dalam sel untuk aktivitas-aktivitas metabolik. Membran sel bukan hanya sekedar kulit pembungkus sel yang bersifat inert: membran mengandung banyak enzim penting dan sistem transport. Model mosaik cair yang dikembangkan pada tahun 1972 oleh Singer dan Nicolson memperkenalkan ide baru tentang penyebaran lipid dan protein pada membran, karena itu mereka merevolusi ilmu pengetahuan tentang struktur membran.6 Model ini memecahkan dasar baru dengan yang meyakinkan bahwa protein terpancang secara langsung pada membran bilayer.4 Banyaknya penelitian ini dipicu oleh hipotesis yang didukung sepenuhnya berdasar struktur membran dan memberi tambahan penjelasan serta sangat memperluas model.Model mosaik cair menegaskan ada dua kelompok utama protein membran yaitu protein integral dan protein perifer. Protein integral yang diusulkan menjadi sangat dalam terpancang pada bilayer dan ditaruh pada tempatnya melalui interaksi nonpolar dengan lipid membrane sebagai contoh adalah protein pembawa. Jumlah protein integral dalam biomembran mosaik cair nampak lebih sedikit daripada susunan dua lapis lipidnya. 2

Pada permukaan polar membran, molekul protein bersifat hidrofilik karena adanya gugus rantai samping asam amino.7 Rantai sisi nonpolar nampak pada permukaan protein yang berhadapan dngan membran dalam yang hidrofobik dan ditarik pada posisi ini oleh penggabungannya dengan rantai hidrokarbon nonpolar dari lipid membran. Karena pada molekul protein integral terdapat gugus hidofilik dan hidrofobik bersama-sama, protein integral bersifat amphipatik.7 Protein integral tinggal pada kedudukan yang stabil pada bilayer karena seperti lipid membran, adanya perubahan pada orientasi akan menampakkan daerah hidrofobiknya pada sekeliling yang berair.Dalam keterbatasan ini protein integral berpotensi bebas menggantikan molekul phospholipid dan bergerak lateral menembus bilayer cair.Protein perifer adalah molekul hidrofilik yang menempel pada permukaan membrane fosfolipid ganda. Karena sifat alamiahnya yang hidrofilik dan polar, protein membran perifer dapat dipisahkan oleh perlakuan yang tidak mengganggu bilayer, dengan konsentrasi garam atau pH tertentu dari medium yang mengelilinginya.8 Singer mengusulkan bahwa protein perifer hanya terikat dengan bagian protein membran pada permukaan membran.8

KESIMPULANTransportasi sel adalah proses yang vital untuk tubuh badan kita berfungsi. Hal ini karena, tubuh badan kita memerlukan energi untuk melakukan segala sesuatu aktivitas dan energi dalam bentuk ATP tidak akan bisa didapatkan tanpa proses transportasi sel ini berlaku. Transportasi sel juga berfungsi untuk melindungi tubuh kita dari bakteri-bakteri yang ingin mengganggu sistem imunisasi kita melalui fagositosis. Protein pembawa yang terlibat dalam transportasi sel ini telah memainkan peran yang sangat penting sekali. Protein pembawa ini telah menjadi seperti pintu supaya zat-zat dan molekul dapat bisa melewati membrane sel dengan lancar. Oleh karena itu, harus ada energi tambahan dari sel yang digunakan untuk membantu perpindahan tersebut.Energi tambahan yang digunakan dalam proses transpor aktif berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses respirasi.

DAFTAR PUSAKA

1. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia Harper. Ed 27. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006.h.325-91.2. Anna Poedjiadi. Dasar-dasar biokimia. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia; 2005.h.143-59.3. Nelson DL, Cox MM. Lehninger principles of biochemistry. 4th ed. New York: W.H. Freeman & Co; 2004.p.344-79.4. Campbell NA, Reece JB, Urry LA, Cain ML, Wasserman SA, Minorsky PV, et al. Biology. 8th ed. San Francisco: Pearson; 2008.p.267-79.5. Yuwono T. Biologi molekular. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2006.h.122-37.6. Stansfield WD, Colome JS, Cano RJ. Molecular and cell biology. New York: The McGraw-Hill Companies; 2003.p.75-96.7. Jones M, Fosbery R, Taylor D, Gregory J. Biology. 2nd ed. United Kingdom: Cambridge University Press; 2007.8. Sudjadi. Bioteknologi kesehatan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius; 2008.h.43-58.