TRANSPORTASI TRANSMEMBRAN

Transkripsi

1 TRANSPORTASI TRANSMEMBRAN Hamong Suharsono FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS UDAYANA TAHUN

2 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmatnya 2sehingga makalah ini dapat diselesaikan. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam proses pembentukkan makalah ini baik dalam bentuk materi ataupun pemikiran yang diberikan. Kami berharap dengan adanya makalah ini, dapat menambah pengetahuan dan pemahaman para pembaca mengenai materi yang dibahas dalam makalah ini. Didasari pengetahuan dan pengalaman yang belum bai, kami sadar masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki dalam makalah ini. Kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Bali, 9 Desember 2017 Penulis 2

3 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR.. i ii iii v BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 3 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Transpor Antar Membran Mekanisme Kerja Osmosis Mekanisme Kerja Difusi Mekanisme Kerja Pompa Na-K Mekanisme Kerja Eksositosis dan Endositosis BAB IV PENUTUP 3.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

4 DAFTAR GAMBAR 1 Gambar osmosis darah Gambar osmosis sel tumbuhan Gambar difusi sederhana Gambar pompa Na-K Gambar endositosis

5 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dengan sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang 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 ada untuk membatasi bagaian dalam sel dengan lingkungan disekitarnya. Membran ini tersusun atas dua lapisan lemak pada bagian dalam dan lapisan protein pada bagaian luar atau biasa disebut fosfolipid bilayer. Membran plasma bersifat selektif permeabel yang berarti membran ini dapat dilewati oleh berbagai macam zat secara langsung ataupun tidak langsung. Proses keluar masuknya molekul melalui membran selektif permeabel dapat disebut sebagai transpor transmembran.untuk itu kami membuat makalah ini untuk mengetahui apa itu transpor transmembran dan berbagai macam proses transpor transmembran. Makalah ini akan menjelaskan dan membahas seluruh mekanisme dari setiap jenis transpor transmembran. Adapun materi yang akan dibahas dalam makalah ini adalah molekul-molekul apa saja yang dapat keluar masuk sel melaui membran sel dan faktor-faktor yang mempengaruhi transpor membran. 1.2 Rumusan Masalah 1) Apa itu transportasi transmembran? 2) Bagaimana mekanisme kerja osmosis? 3) Bagaimana mekanisme kerja difusi pada transpor antar membran? 4) Bagaimana mekanisme kerja pompa Na-K 5) Bagaimana mekanisme kerja eksositosis dan endositosis? 5

6 1.3 Tujuan Berdasarkan rumusan masalah yang telah dibuat, adapun tujuan yang diharapkan dalam pembentukan makalah mengenai Biotranspor Molekuler adalah 1) Untuk mengetahui apa itu transportasi transmembran. 2) Untuk mengetahui bagaimana mekanisme kerja osmosis. 3) Untuk mengetahui bagaimana mekanisme difusi pada transpor antar membran? 4) Untuk mengetahui mekanisme kerja Pompa Na-K 5) Untuk mengetahui mekanisme kerja Eksositosis dan endositosis 1.4 Sistematika Penulisan Untuk memudahkan pembaca mengetahui arah pembahasan makalah ini, maka secara garis besar akan diuraikan sebagai berikut : 1. BAB I Pendahuluan Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, serta sistematika penulisan. 2. BAB II Tinjauan Pustaka Bab ini membahas tentang pengertian-pengertian umum dan dasar teori mengenai Transportasi transmembran. 3. BAB III Pembahasan Bab ini membahas tentang definisi transportasi transmembran, mekanisme kerja osmosis, mekanisme kerja difusi, mekanisme kerja eksositosis, dan mekanisme kerja Endositosis. 4. BAB III Penutup Bab yang paling akhir ini memebahas tentang kesimpulan, saran, daftar pustaka, dan lampiran. 6

7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Transportasi antar membran satu fungsi membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol), karena membran bersifat semipermibale. Molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel (Darmadi 2012). Banyaknya molekul yang masuk kedalam sel melalui membran sel membentuk suatu aktivitas sel yang dinamakan transpor antar membran. Transpor membran dibagi menjadi dua yaitu transpor aktif dan transpor pasif. Transportasi zat melalui membran sel terdiri dari dua macam yaitu, transpor pasif dan transpor aktif. Transport Pasif, merupakan mekanisme perpindahan molekul atau zat yang tidak melewati selaput membran semipermeable dan tidak membutuhkan energi, dan Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP. ATP adalah molekul pembawa energi di dalam sel. 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 (Darmadi 2012). Transpor pasif Dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor pasif tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif ini bersifat spontan. Transpor pasif dibedakan menjadi tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi dipermudah atau difasilitasi (facilitated diffusion), dan osmosis. Terdapat dua proses fisikokimiawi yang penting dalam transport materi dalam sel yaitudifusi dan osmosis (Alkatiri 1996). Transpor aktif Merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. 7

8 Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange). Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah (Nadjib 2009). 8

9 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Transpor Antar Membran Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai media transpor bagi sel. Trasnpor melewati membran sel cukup penting dalam menjaga homeostasis dalam sel. Transpor membran sel itu sendiri merupakan proses pengangkutan materi atau molekul dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah tanpa menggunakan ATP (Adenosin Trifosfat), atau proses pengangkutan molekul dari daerah yang konsentrasinya rendah ke daerah yang konsentrasinya tinggi dengan menggunakan energi hasil metabolisme ATP, dan kedua proses tersebut berlangsung secara terpadu untuk menjaga kesetimbangan molekul biologis di dalam sel (Sumadi dan Marianti, 2007). Transport Pasif, merupakan mekanisme perpindahan molekul atau zat yang tidak melewati selaput membran semipermeable dan tidak membutuhkan energi, dan Transpor aktif merupakan transpor partikelpartikel melalui membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP. ATP adalah molekul pembawa energi di dalam sel. 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 (Darmadi 2012). Transpor pasif dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi antar membran larutan, transpor pasif bersifat spontan dan tidak memerlukan energi metanolik dalam proses kerjanya. Transpor pasif dibagi menjadi dua jenis yaitu difusi dan osmosis.(alkatiri 1996) Difusi adalah proses berpindahnya zat dalam pelarut yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah tanpa melewati membran 9

10 semipermeabel. Sedangkan osmosis adalah proses difusi air melalui membran semipermeabel dari pelarut yang berkonsentrasi tinggi (memiliki banyak air) kepelarut yang berkonsentrasi rendah (sedikit air ) proses osmosis akan berhenti jika konsentrasi didalam dan diluar sel telah seimbang (Hamdi 2013). 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. Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange). Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah (Nadjib 2009). 3.2 Mekanisme Kerja Osmosis Osmosis merupakan proses difusi khusus yang hanya melibatkan air sehingga biasanya disebut sebagai difusi air, jadi osmosis adalah perpindahan molekul zat pelarut yang berkonsentrasi tingg 9mengandung banyak air ke larutan yang memiliki konsentrassi zat pelarut yang rendah melalui membran semipermeabel. Gambar 1 10

11 Mekanisme terjadinya osmosis pada sel hewan dapat dipengaruhi oleh konsentrasi zat pelarut didalam sel. Jika dalam keadaan isotonis yaitu konsentrasi zat pelarut didalam sel dan diluar sel seimbang tidak akan ada aktivitas osmosis didalamnya. Sedangkan jika dalam keadaan hipertonis atau konsentrasi zat pelarut didalam sel lebih tinggi dari konsentrasi zat pelarut diluar sel akan menyebabkan terjadinya osmosis. Aktivitas osmosis ini dapat dilihat dengan adanya krenasi ataau penyusutan yang terjadi pada sel hewan. Mekanisme osmosis yang terjadi pada sel hewan juga dapat dilihat Jika konsentrasi zat pelarut didalam sel lebih rendah dari konsentrasi zat pelarut diluar sel atau sel dalam keadaan hipotonis. Kegiatan osmosis ini dapat dilihat dengan adanya perpindahan molekul zat pelarut diluar sel yang masuk kedalam sel sehingga menyebabkan terjadinya hemolisis atau pecahnya membran plasma yang dimiliki sel hewan. Gambar 2 Mekanisme terjadinya osmosis juga dapat dilihat dari sel tumbuhan.jika sel tumbuhan dalam keadaan hipotonis atau molekul zat pelarut didalam sel lebih rendah daripada di luar sel,mekanisme osmosis yang terjadi adalah masuknya molekul zat pelarut dari luar sel tunmbuhan memenuhi sel tumbuhan sehingga terlihat adanya kenaikan volume dari sel tumbuhan yang dinamakan turgid.sel tumbuhan tidak pecah karena adanya dinding sel selulosa untuk menjaga bentuk sel. 11

12 Jika Sel tumbuhan dalam keadaan hipertonis atau konsentrasi zat pelarut didalam sel lebih tinggi dari konsentrasi zat pelarut di luar sel akan terlihat terjadinya osmosis dengan keluarnya molekul zat pelarut didalam sel dan membuat mengekerutnya sel tumbuhan dan terlepasnya protoplasma dari dinding sel, keadaan ini disebut plasmolisis. 3.3 Mekanisme Kerja Difusi Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagianberkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Sedangkan osmosis adalah perpindahan airmelalui membran semipermeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Difusi bergantung pada perbedaan konsentrasi dan tekanan hidrostatik. Energi untuk proses difusiadalah energi kinetik yang normal ditimbulkan akibat pergerakan suatu bahan. Difusi yang melewati membran sel dibagi menjadi dua subtipe yaitu difusi sederhana dan difusi fasilitasi. Gambar 3 Difusi sederhana artinya pergerakan kinetik molekul atau ion melewati membran sel tidak bereaksi dengan protein carier yang ada di membran sel kecepatan difusi sederhana ditentukan dari jumlah substansi yang ada, kecepatan gerakan kinetik bahan, jumlah dan ukuran dari pori 12

13 pada membran sel yang akan dilewati oleh bahan itu. Pada difusi sederhana, proses difusi terjadi melalui dua jalan yaitu melalui lapisan lipid jika zat itu terlarut dalam lemak dan melalui saluran air atau protein. Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu ukuran partikel, ketebalan membran, luas suatu area, jarak dan suhu. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak sehingga kecepatan difusi semakin tinggi. Semakin tebal membran dan besar luas area serta semakin besarnya jarak antara dua konsentrasi, menyebabkan semakin lambat kecepatan difusinya. Begitu pula dengan besarnya luas dan tingginya suhu akan menyebabkan bertambah cepatnya laju difusi. 3.4 Mekanisme Kerja Pompa Na-K Pompa Na-K adalah salah satu proses yang ada dalam tranpor transmembran yaitu transpor aktif, pompa Na-Kmasuk kedalam jenis transpor aktif karena membutuhkan energi dalam pekerjaannya. Dalam sel hewan terdapat ion Natrium dan Kalium yang cukup penting dalam menjaga proses fisiologis didalam sel dan membantu menyeimbangkan volume sel. Natrium juga berfungsi untuk mengatur 13

14 keseimbangan cairan dalam sel dan tubuh. Gambar 4 Mekanisme kerja Pompa Na-K 1) Na+ pada sitoplasma berikatan dengan pompa Natrium-Kalium. Afinitas terhadap Na+ tinggi saat protein berbentuk seperti ini. 2) Pengikatan Na+ merangsang fosforilasi (penambahan gugus fosfat) protein oleh ATP. 3) Fosforilasi menyebabkan protein berubah bentuk, sehingga afinitasnya terhadap Na+ menurun, dan dilepaskan ke sebelah luar. 4) Bentuk baru protein memiliki afinitas tinggi terhadap K+, yang berikatan ke sisi ekstraselualer, dan memicu pelepasan gugus pospat. 5) Hilangnya fosfat mengembalikan bentuk awal protein, yang memiliki afinitas lebih rendah terhadap K+ 6) K+ dilepaskan;afinitas terhadap Na+ tinggi lagi, dan siklus ini berulang. 3.5 Mekanisme Kerja Eksositosis dan Endositosis Eksositosis, adalah mekanisme untuk mentranspor materi keluar dari sel. Organel sel yang memiliki peran dalam proses ini adalah aparatus golgi yang melakukan pengemasan mejadi vesikula-vesikula untuk disekresikan. Vesikula yang terbentuk dari aparatus golgi akan dipindahkan menuju membran sel. Vesikula tersebut nantinya akan mengalami penyatuan dengan membran dan melepaskan materinya ke lingkungan di luar sel Endositosis adalah mekanisme untuk memasukkan makromolekul ke dalam sel melalui membran sel. Terdapat duajenis proses endositosis. Pertama, fagositosis. Pada dasarnya fagositosis adalah kebalikan dari eksositosis, dimana materi ekstraselular melekat di membran dan terjadi pelekukan ke dalam atau cleavage. Zat yang dimasukkan ke dalam sel dengan fagositosis adalah materi yang berukuran besar. Sebagai contoh 14

15 suatu amuba yang memakan bakteri dengan menggunakan kaki semu (pseudopodia). Kedua pseudopodia nantinya akan menyatu di baian ujung dan menyelubungi seluruh bakteri. Pelekukan yang semakin dalam ini nantinya akan memisahkan diri dari membran sel dan menjadi vakuola Gambar 5 Kedua, pinositosis. Proses ini hampir sama dengan fagositosis namun untuk molekul yang memiliki ukuran lebih kecil. Biasanya berupa droplet atau tetesan cairan yang di dalamnya mengandung bahan-bahan makanan. Bisa kita lihat perbedaan antara fagositosis dan Pinositosis adalah jika fagositosis partikel padatan yang akan masuk kedalam sel, sedangkan pinositosis adalah larutan yang masuk kedalam sel. 15

16 4.1 Kesimpulan BAB IV PENUTUP Difusi dan osmosis merupakan transpor pasif zat. Selain difusi dan osmosis juga ada difusi terfasilitasi yang juga merupakan transpor pasif. Difusi adalah pergerakan zatdari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi. Osmosis adalah pergerakan zat melalui membran dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi. Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi adalah temperatur, ukuran molekul, berat molekul, gradien konsentrasi, luas permukaan membran, kelarutan, dan jarak tempat berlangsungnya difusi. Faktor-faktor yang mempengaruhi osmosis adalah temperatur, zat terlarut, luas permukaan, jarak zat terlarut dan pelarut, ukuran molekul, dan tebal membran. 16

17 3.3 Saran Setelah mendapatkan ilmu yang dipelajari melalui makalah ini, sebaiknya di terapkan dalam kehidupan sehari-hari untuk mengetahui bagaimana difusi osmosis terjadi.bagi mahasiswa yang telah mengembangkannya, harap mampu membagi ilmu dan pengetahuan tentang Difusi Dan Osmosis. 17

18 DAFTAR PUSTAKA Alkatiri S Kajian Ringkas Biologi. Airlangga University Press: Surabaya. Darmadi Mekanisme Transpor Pada Membran. [terhubung berkala]. darmadi.disdikporabna.com.[9 Oktober 2013] Hamdi H Transportasi melalui membran sel. [terhubung berkala]. [9 Oktober 2013]. Kustiyah Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya. Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang 1 : Sumadi, dan Aditya Marianti Biologi Sel. Yogyakarta: Graha Ilmu. Campbell, Neil A dkk Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Dwi Aprilia Pompa Natrium Kalium 18

19 19