Tugas

Biologi Sel

Transpor pada Membran

Kelompok 5

Diana Sherra

84026/2007

Pendidikan Biologi

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Padang

2010

1. Jelaskanlah macam – macam transpor pada membran dengan membuat

bagan ?

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+.

Pergerakan substansi melintasi membran

– Pergerakan Pasif

– Substansi tersebut bergerak tanpa memerlukan bantuan sel.

– Pergerakan melintasi membran sel melibatkan energi kinetik dari molekul

substansi itu sendiri

Transpor pada membran

Pasif

Difusi sederhana

Difusi

Difusi Dipermudah

Dengan protein pembawa

Dengan saluran protein

Aktif

Makromolekul

Endositosis

Eksositosis

Fagositosis

Pinositosis

Mikromolekul Transpor

aktif

Uniportt

Antiport

Simport

– Substansi tersebut bergerak searah dengan gradien konsentrasi yaitu dari

konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah

Pergerakan pasif terdiri atas :

a. Difusi

Merupakan pergerakan molekul terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi

rendah

Contoh : O2 berdifusi dari cairan darah menuju cairan yang terdapat di dalam

sel, dan CO2 berdifusi dengan arah berlawanan dari difusi O2.

Syarat molekul / senyawa yang dapat berdifusi ke dalam membran :

1. Konsentrasi senyawa pada satu sisi > sisi lain

2. Membran harus permeabel terhadap substansi tersebut

Faktor penentu kecepatan penetrasi suatu senyawa :

1. Kelarutan dalam pelarut non polar

2. Ukuran

Difusi ada 2 jenis :

a. Difusi biasa

b. Difusi dipermudah

Proses difusi yang dibantu oleh suatu protein yang bertindak sebagai

pengangkut.

Kecepatan gerakan molekul pada difusi dipermudah lebih cepat dibandingkan

dengan difusi biasa.

Kecepatan gerak molekul tergantung :

1. besarnya perbedaan konsentrasi antara kedua membran

2. jumlah pengangkut yang tersedia

3. kecepatan pengangkut untuk mengikat substansi yang akan diangkut.

Difusi dipermudah ada 2 :

a. Dengan protein pembawa

b. Dengan saluran protein

b. Osmosis

Perpindahan molekul zat pelarut dari daerah kadar pelarut tinggi ke daerah kadar

pelarut rendah melalui membran selektif permeabel

• Jika konsentrasi larutan sel lebih rendah dibandingkan konsentrasi lingkungan

sekitarnya, maka air akan segera bergerak ke luar meninggalkan sel secara

otomatis, akibatnya sel menyusut dan mati (PLASMOLISIS)

• Jika konsentrasi larutan sel lebih tinggi dibandingkan konsentrasi lingkungan

sekitarnya, maka air akan segera bergerak masuk ke dalam sel secara otomatis,

akibatnya sel membengkak dan pecah, kecuali pada sel tumbuhan hanya

menggelembung dan menegang (TURGID)

– Pergerakan Aktif

– Sel menyediakan energi untuk menggerakan substansi melintasi membran

yang arahnya menentang gradien konsentrasi yaitu dari konsentrasi rendah

ke konsentrasi tinggi.

Difusi dipermudah dengan protein

pembawa

Difusi dipermudah

dengan saluran protein

a. Transpor Molekul Kecil

• Transpor Aktif

• Transpor Aktif Primer : pompa Na- K

Memerlukan partisipasi langsung molekul ATP yang kaya energi.

Pada transpor aktif primer energi digunakan untuk memindahkan ion melawan

gradien konsentrasi. Untuk setiap molekul ATP yang digunakan, 2 ion K+

dipompa ke dalam sel dan 3 ion Na+ dipompa ke luar sel

• Transpor Aktif Sekunder

Tidak menggunakan ATP secara langsung, energi disediakan oleh gradien

konsentrasi ion yang dihasilkan oleh transpor aktif sekunder

Pada transpor aktif sekunder, konsentrasi Na+ yang dimantapkan oleh

transpor aktif primer menggerakkan transpor aktif sekunder dari glukosa,

perpindahan glukosa melintasi membran melawan grasien konsentrasi dibatu

oleh protein simport untuk pergerakan ino Na+ ke dalam sel

Transpor aktif primer membutuhkan energi dalam bentuk ATP, sedangkan

transpor aktif sekunder memerlukan transpor yang tergantung pada potensial

membran. Kedua jenis transpor tersebut saling berhubungan erat karena transpor aktif

primer akan menciptakan potensial membran dan ini memungkinkan terjadinya

transpor aktif sekunder. Transpor aktif primer dicontohkan pada keberadaan ion K+

dan Na+ dalam membran. Kebanyakan sel memelihara konsentrasi K+ lebih tinggi di

dalam sel daripada di luar sel. Sementara konsentrasi Na+ di dalam sel lebih kecil

daripada di luar sel.Transpor aktif sekunder dicontohkan pada asam amino dan

glukosa dengan molekul pengangkutannya berupa protein transpor khusus.

Pengangkutan tersebut bersama dengan pengangkutan Na+ untuk berdifusi ke dalam

sel. Pengangkutan Na+ adalah transpor aktif primer yang memungkinkan terjadinya

pontensial membran, sehingga asam amino dan glukosa dapat masuk ke dalam sel.

3 jenis transport aktif dari protein membran:

1. Tranfer molekul melalui ikatan dengan protein carrier (“couple carrier”)

2. Sisten plasma pemompaan yang menggunakan ATP (“ATP-driven pump”)

3. Sistem pemompaan yang menggunakan sinar (“light-driven pump”)

b. Transpor Molekul Besar

• Endositosis

Terdapat tiga jenis endositosis yaitu :

1. Fagositosis

2. Pinositosi s

3. Endositosis yang diperantarai reseptor ,

• Eksositosis

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan transpor pasif, simport, uniport dan

antiport ?

Transpor pada membran ada 2 macam :

a. Transpor pasif

Adalah transpor zat dari dari daerah konsentarsi tinggi ke daerah

konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi. Transpor pasif terdiri atas

difusi, dan osmosis

1. Difusi : Pergerakan molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke

konsentrasi rendah

Difusi terdiri atas difusi sederhana dan difusi dipermudah. Difusi

dipermudah terbagi atas difusi dipermudah dengan protein pembawa

dan saluran protein, contoh masuknya glukosa, Cl-, Ca2+, Na2+ ke dalam

sel

2. Osmosis : Pergerakan zat pelarut dari daerah kadar air tinggi ke daerah

kadar air tinggi melalui membran semipermeabel

b. Transpor aktif

Adalah transpor molekul dari daerah konsentrasi rendah ke daerah

konsentrasi tinggi dan memerlukan energi

ada 3 tipe transpor aktif yang diperantarai oleh protein “carrier”:

1. Uniport

Transport sederhana suatu molekul dari sisi membran yang

satu ke sisi yang lain.

Misalnya protein pengikat kalsium pada membran plasma dan RE yang

aktif mentranspor ion Ca2+ dari daerah konsentrasi tinggi baik dari dalam

maupun luar RE

2. Simport

Tranfer suatu molekul tergantung dari molekul yang lain dalam

arah yang sama

Misalnya pengambilan asam amino dari usus halus ke sel-sel yang

membatasinya memerlukan pengikatan ion Na+ dan asam amino secara

bersamaan ke protein transporter yang sama

3. Antiport

Tranfer suatu molekul tergantung dari molekul yang lain

dengan arah yang saling berbeda

Misalnya, banyak sel yang memiliki pompa Na-K yang menggerakkan Na+

ke luar sel dan K+ ke dalam sel.

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan transpor aktif dan mekanisme pompa ion

Na+ dan K+ ?

3 jenis transport aktif dari protein membran:

1. Tranfer molekul melalui ikatan dengan protein carrier (“couple carrier”)

Uniport – transporsatu substansipada satu arah

Simport – transpordua substansi berbedapada arah yang sama

Antipor – transpordua substansi

berbeda pada arahberlawanan

Transpor yang membawa duamolekul (berpasangan)

2. Sistem pemompaan yang menggunakan ATP (“ATP-driven pump”)

3. Sistem pemompaan yang menggunakan sinar (“light-driven pump”)

1. ATP DRIVEN PUMP

Mekanisme pompa Na-K adalah sebagai berikut:

• Pengikatan Na+ sitoplasmik dengan protein menstimulasi fosforilasi oleh ATP,

• Fosforilasi menyebabkan perubahan konformasi protein,

• Perubahan konformasi mengusir Na+ keluar dan K+ ekstraseluler diikat,

• Pengikatan K+ memicu pelepasan gugus fosfat,

• Kehilangan fosfat membentuk kembali konformasi asli,

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

kembali.

Gambar 9 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.

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 membran 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

4. Jelaskan mekanisme transport molekul berukuran besar ?

• Endositosis

Endositosis merupakan proses pemasukan zat dari luar sel ke dalam sel. Partikel-

partikel dari luar sel menempel pada membran kemudian mendesak membran

sehingga terjadilah lekukan yang semakin lama semakin dalam bentuknya seperti

kantung dan akhirnya menjadi bulat lalu terlepas dari membran. Bulatan tersebut

berisi partikel, lalu akan dicerna oleh lisosom/enzim pencerna yang lain.

Terdapat tiga jenis endositosis yaitu :

1. Fagositosis (pemakan seluler), 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.

2. Pinositosis (peminum seluler), sel “meneguk” tetesan fluida ekstraseluler

dalam vesikula kecil. Karena salah satu atau seluruh zat terlarut yang larut

dalam tetesan tersebut dimasukkan ke dalam sel, pinosistosis tidak spesifik

dalam substansi yang ditranspornya.

3. Endositosis yang diperantarai reseptor, hampir sama dengan pinositosis

hanya saja, selektif terhadap substansi yang ditranspornya. Endositosis yang

diperantarai reseptor memungkinkan sel dapat meperoleh substansi spesifik

dalam jumlah yang melimpah sekalipun substansi itu mungkin saja

konsentrasinya tidak tinggi dalam fluida seluler. Misalnya, sel manusia

menggunakan proses ini untuk menyerap kolesterol dan digunakan dalam

sintesis membran dan sebagai prekursor untuk sintesis steroid lainnya.

• Eksositosis

Eksositosis dapat diartikan, keluarnya zat dari dalam sel. Vesikel dari dalam sel

berisi senyawa atau sisa metabolisme. Bersama aliran plasma, vesikel tersebut

akhirnya sampai pada membran dan terjadilah perlekatan. Daerah perlekatan akan

mengalami lisis dan isi vesikel keluar

5. Jelaskan proses pengerutan dan penyusutan membran melalui endositosis dan

eksositosis ?

Molekul besar, seperti protein dan polisakarida, umumnya melintasi membran

dengan mekanisme yang berbeda yang melibatkan vesikula. Sel mensekresikan

makromolekul dengan cara menggabungkan vasikula dengan membran plasma,

hal ini biasa disebut dengan eksositosis. Banyak sel sekretori menggunakan

eksositosis untuk mengirim keluar produk-produk mereka. Misalnya sel tertentu

dalam pankreas menghasilkan hormon insulin dan mensekresikan ke dalam darah

melalui eksositosis. Contoh lain ialah neuron, yang menggunakan eksositosis

untuk melepaskan sinyal kimiawi yang merangsang neuron lain atau sel otot.

Pada endositosis, sel memasukkan makromolekul dan materi yang sangat

kecil dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma. Langkah-

langkahnya pada dasarnya merupakan kebalikan dari eksositosis. Sebagian kecil

luas membran plasma terbenam ke dalam membentuk kantong. Begitu kantong ini

semakin dalam, kantong terjepit, membentuk vesikula yang berisi materi yang

telah terdapat diluar selnya.

1) Pinositosis

Bahan pada membran plasma reseptor akan menempel sehingga terjadi lekukan.

Lekukan lama-kelamaan semakin dalam dan membentuk kantung. Kantung yang

terlepas akan berada dalam sitoplasma. Kantung ini disebut gelembung pinositosis.

Gelembung pinositosis akan mengerut dan pecah menjadi gelembung kecil-kecil

kemudian bergabung menjadi gelembung yang lebih besar.

2) Fagositosis

Fagositosis merupakan proses penelanan partikel-partikel makanan dan sel-sel asing,

misalnya pada Amoeba dan sel-sel darah putih. Makanan atau partikel lain akan

menempel pada membran, lalu membran akan membentuk lekukan. Membran akan

menutup dan membentuk kantung, lalu kantung melepaskan diri

Molekul-molekul besar seperti protein, polinukleotida, dan polisakarida tidak akan

dapat menembus membran dengan cara-cara seperti pada pengangkutan molekul-

molekul kecil. Akan tetapi, sel memiliki kemampuan untuk memasukkan dan

mengeluarkan makromolekul. Bahkan beberapa jenis sel mampu menelan partikel.

Pemasukan makromolekul ke dalam sel melibatkan pembentukan

vakuola atau vesikel endositik dengan cara endositosis. Ukuran vakuola yang

terbentuk tergantung pada materi yang dimasukkan. Berdasarkan ukuran vakuolanya,

endositosis dibedakan atas pinositosis dan fagositosis. Pada pinositosis, materi yang

masuk berupa larutan dan vakuola endositik yang terbentuk berukuran kecil, yaitu

kurang dari 150 nm. Vakuola yang terbentuk pada pinositosis dinamakan pinosom.

Pada fagositosis, materi yang dimasukkan ke dalam sel berupa partikel dan vakuola

yang terbentuk berukuran kurang dari 250 nm. Vakuola yang terbentuk pada

fagositosis dinamakan fagosom.

Semua sel hewan mampu melakukan pinositosis, tetapi hanya sel-sel tertentu yang

mampu melakukan fagositosis. Contoh sel pada mamalia yang mampu melakukan

fagositosis adalah makrofag dan neutrofil. Untuk melakukan endositosis diperlukan

energi. Oleh karena itu, baik pinositosis maupun fagositosis merupakan mekanisme

aktif.

Pengeluaran makromolekul dari dalam sel dilakukan dengan cara eksositosis.

Proses eksositosis merupakan kebalikan dari endositosis. Vakuola yang berisi

makromolekul yang akan dikeluarkan, berfusi dengan membran plasma, selanjutnya

isi vakuola akan dikeluarkan dari sel. Pengeluaran sekret oleh vesikel sekretori yang

dihasilkan oleh Aparatus Golgi tergolong sebagai peristiwa eksositosis