Sistem Transportasi Membran SelTransportasi molekul, zat atau
partikel melintasi membran plasma sangat penting untukkehidupan
sel. Zat tertentu harus pindah ke dalam sel untuk mendukung reaksi
metabolik. Zat lain yangtelah diproduksi oleh sel akan diekspor
atau limbah sebagai produk seluler harus bergerak keluar dari
sel.Zat umumnya bergerak melintasi membran selular melalui proses
transportasi yang dapatdiklasifikasikan sebagai pasif atau aktif,
tergantung apakah mereka memerlukan energi atau tidak.
Dalamtransport pasif, zat bergerak menuruni gradien untuk
menyeberangi membran hanya menggunakan energikinetiksendiri. Energi
kinetikadalahintrinsikuntukpartikel yangbergerak.
Contohnyaadalahdifusisederhana (simple diffusion). Dalamproses yang
aktif, energi sel digunakan untuk menggerakkansubstansi menaiki
atau bergerak melawan konsentrasi atau gradien listrik. Energi
selular yang digunakanbiasanyadalambentuk
T!.Contohnyatermasukendositosis, di mana"esikel terlepasdari
membranplasma sambil membawa bahan ke dalam sel, dan eksositosis,
penggabungan "esikel dengan membranplasma untuk melepaskan
substansi, zat, atau partikel dari sel.A. TRANSPORT PASIFTransport
pasif merupakan suatu perpindahan molekul berdasarkan perbedaan
gradienkonsentrasinya,yaitu molekul berpindah dari konsentrasinya
yang tinggi ke konsentrasi rendah (sesuaidengangradient
konsentrasi) melalui lapisanlipidbilayer, #hannel
protein(saluranprotein) ataupun#arrier protein (protein pembawa)
dan tidak ada energi metabolik yang terlibat. Transport !asif
meliputitransport difusi (simple), difusi difasilitasi, dan
osmosis.A.1 DIFUSIDifusi ini adalah transport membran yang paling
sederhana, yang dikenal dengan simplediffusion, merupakan proses
pasif di mana zat bergerak bebas melalui lapisan ganda lipid dari
membranplasma sel tanpa bantuan protein transport membran, bergerak
melintasi membran dengan sederhana atause#ara langsung.Zat terlarut
yangdapat berdifusi adayangberupazat
nonpolardanpolar.$onpolar,molekulhidrofobik bergerak melintasi
bilayer lipid melalui proses difusi sederhana. %olekul tersebut
termasukoksigen, karbon dioksida, dan gas nitrogen, asam lemak,
steroid, dan "itamin larut lemak (, D, E, dan&). !olar molekul
seperti air, urea, dan alkohol ke#il 'uga melewati melalui bilayer
lipid dengan difusisederhana.Difusi ini penting dalam pergerakan
oksigen dan karbon dioksida antara sel(sel darah dan tubuh,dan
antaradarah dan udara dalam paru(parusaatbernafas.)ni
'ugamerupakanruteuntuk penyerapanbeberapa nutrisi dan ekskresi
beberapa limbah oleh sel(sel tubuh.!rinsip DifusiDifusi atau
diffusion (di(*+(zhun, diffus( penyebaran) adalah proses pasif di
mana pen#ampurana#ak partikel dalam larutan ter'adi karena energi
kinetik partikel. Dimana larutan mengandung zat terlarutdanpelarut,
difusi ini perpindahanataupergerakanzat terlarut bukanpelarut.
-ikazat terlarut dalamkonsentrasi tinggi
dalamsatubidang(luarsel)dandalamkonsentrasi
rendahdaerahlain(dalamsel),molekul zat terlarut
akanbergerakkedaerahrendahkonsentrasi dimaksudtansport pasif
karenazatbergerak menuruni gradien konsentrasi, dari konsentrasi
tinggi ke konsentrasi rendah tanpa membutuhkanenergi. Zat ini akan
berhenti bergerak melintasi membran hingga kedua tempat, luar sel
dan dalam selmemiliki konsentrasi yang sama atau telah men#apai
keseimbangan. %embran untuk difusi ini bersifatpermeable..eberapa
faktor yang mempengaruhi difusi1. &e#uraman dari gradien
konsentrasi. /emakin besarperbedaan konsentrasi antara dua sisi
membran, semakin tinggi tingkat difusi.2. /uhu. /emakin tinggi
suhu, semakin #epat tingkat difusi. /emua proses difusi tubuh
ter'adi lebih #epat pada orang dengan demam.3. %assa bahan yang
ditransportasikan. /emakin besar massanya, semakin lambat la'u
difusi. %olekul yang lebih ke#il menyebar lebih #epat daripada yang
lebih besar.4. 0uas permukaan. /emakin besar luas permukaan membran
yang tersedia untuk difusi, semakin #epat la'u difusi. /ebagai
#ontoh, kantung udara dari paru(paru memiliki luas permukaan yang
besar yangtersedia untuk difusi oksigen dari udara ke dalam darah.
.eberapa penyakit paru(paru, seperti emphysema, mengurangi luas
permukaan. 1al ini memperlambat la'u difusi oksigen dan membuat
pernapasan lebih sulit.5. -arak Difusi. /emakin besar 'arak di mana
difusi harus ter'adi, semakin lama waktu yang dibutuhkan. Difusi
melintasi membran plasma hanya membutuhkan sepersekian detik karena
membran sangat tipis. !ada pneumonia, #airan terkumpul dalam
paru(paru, #airan tambahan meningkatkan 'arak difusi karena oksigen
harus bergerak melalui #airan dan membran untuk men#apai aliran
darah.A.2 DIFUSI DIFASILITASI Zat terlarut
yangterlalupolaratausangat dituntut untukbergerakmelalui
lipidbilayerdengandifusi sederhanadapat melintasi
membranplasmadenganprosespasifyangdisebut difusidifasilitasi.Dalam
proses ini, sebuah protein membran integral membantu zat tertentu
di membran. !rotein membranintegral dapat berupa #hannel membran
atau #arrier membran.C1$$E0 %ED)TED (/0+2$)C1$$E0(dimediasi D)*+/)
difasilitasi dalam saluran dimediasi difasilitasi difusi, zat
terlarutbergerak menuruni konsentrasi gradien melintasi bilayer
lipid melalui membran #hannel. /ebagian besarsaluran membran
saluran ion, protein trans membran integral yang memungkinkan zat
atau molekul ke#il,anorganik ionyangterlaluhidrofilikuntuk
menembusnonpolaryanginteriordarilapisan ganda lipid./etiap ion
dapat menyebar di seluruh membran hanya pada situs tertentu.Dalam
membran plasma ion yang paling banyak yaitu &3 (ion kalium)
atau Cl( (ion klorida) danion yangsedikityaitu $a3
(ionnatrium)atauCa43 (ionkalsium). Difusi ion
melaluisaluranumumnyalebih lambat dari difusi gratis melalui
lapisan ganda lipid karena saluran menempati sebagian ke#il
daritotalluas permukaanmembran
daripadalipid.$amun,difasilitasidifusimelaluisaluran adalah
prosesyang sangat #epat yaitu lebih dari 'uta ion kalium dapat
mengalir melalui #hannel ini./ebuah#hannel
dikatakanter'agaketeraturannyaketikabagiandari
proteinsaluranbertindaksebagai gerbang, berubah bentuk dalam satu
#ara untuk membuka pori dan #ara lain untuk menutupnya.)on(ion akan
keluar masuk dengan seiringnya terbuka dan tertutupnya gerbang
tersebut, ini diatur olehperubahan kimia atau listrik di dalam dan
di luar sel. &etika gerbang saluran terbuka, ion berdifusi
kedalam atau keluar dari sel, menuruni gradien elektrokimia.C22)E2
%ED)TED (!E%.5)C22)E2(dimediasi D)*+/) difasilitasi dalam pembawa
dimediasi difusi difasilitasi, pembawa('uga disebut
transporter)digunakanuntuk memindahkanzatterlarutmenuruni gradien
konsentrasinyamelintasi membran plasma. Zat terlarut ke satu sisi
membran dan dilepaskan di sisi lain setelah pembawamengalami
perubahan bentuk. Zat terlarut lebih sering mengikat pada membran
dengan konsentrasi yanglebih tinggi dari zat terlarut. /etelah
konsentrasi adalah sama di kedua sisi membran, zat terlarut
molekulmengikat pembawa di sisi sitosol dan pindah ke #airan
ekstraselular se#epat mereka mengikat #arrier padasisi
ekstraseluler.Tingkat #arrier(dimediasi difusi difasilitasi
(seberapa#epat ituter'adi)
adalahditentukanolehke#uramangradienkonsentrasidi membran. Difusi
difasilitasi men#akupglukosa, fruktosa, galaktosa,dan beberapa
"itamin. 6lukosa memasuki banyak sel(sel tubuh oleh #arrier(
dimediasi difasilitasi difusiseperti sebagai berikut76lukosa
mengikat 'enis tertentu pada protein pembawa yang disebut
transporter glukosa (60+T)padapermukaanluarmembran,transporter
mengalamiperubahan bentuk,glukosa melewati membran,dan transporter
glukosa melepaskan glukosa di sisi lain dari membran yaitu dalam
sel.!ermeabilitasselektif membranplasmaseringdiatur untukmen#apai
homeostasis. %isalnya,hormoninsulin, melalui aksi dari reseptor
insulin, mempromosikanpenyisipandari
banyaksalinantransporterglukosamen'adi plasmamembransel tertentu.
Dengandemikian, efekdari
insulinadalahuntukmeningkatkanmaksimumtransport difusi difasilitasi
glukosakedalamsel. Dengantransporterglukosa lebih tersedia, sel(sel
tubuh dapat mengambil glukosa dari darah lebih #epat.
&etidakmampuanuntuk memproduksi atau menggunakan insulin
disebut diabetes mellitus.A.3 OSMOSIS8smosis adalah proses
perpindahan zat, molekul atau partikel pelarut dari yang lebih
en#er ke yanglebihpekat, dengantidakmenggunakanenergi melalui
membransemi permeable. /elama osmosis,molekul air melewati
membranplasmadalamdua#arayaitudenganbergerakmelalui bilayer
lipidmelalui difusi sederhana, seperti telah di'elaskan sebelumnya,
dan dengan bergerak melalui a9uaporins,protein membran integral
yang berfungsi sebagai saluran air . /eperti
padaper#obaanyangmenun'ukkanosmosisadalahpadatabung+yangdimanadisinipelarut
berupa air berpindah dari yang lebih en#er ke yang lebih pekat,
melintasi lapisan semi permeable,pelarut berupa air akan berhenti
bergerak saat telah men#apai titik keseimbangan antara tabung kanan
dankiri. 8smosis ada : bentuk berupa hipotonik, hipertonik, dan
isotonik. )sotonik adalah kadaan dimanalarutan di luar dan di dalam
sel sama seperti pada kondisi eritrosit diatas, eritrosit akan
berbentuk normalbikonkaf pada isotonik. 1ipertonik adalah tekanan
osmosis tinggi yang dimana pelarut air akan bergerakmelintasi
membran semi permeable ke luar eritrosit, karena zat yang berada di
luar lebih pekat daripadayangberadadi dalameritrosit
lebihen#er,sehinggaeritrosit mengkerut bentuknya.
1ipotonikadalahtekanan osmosis rendah yang dimana pelarut air akan
bergerak melintasi membran semi permeable kedalam eritrosit karena
di dalam zatnya lebih pekat daripada di luar yang lebih en#er,
sehingga eritrositakan berbentuk besar.B. TRANSPORT AKTIF%erupakan
proses perlaluan zat yang membutuhkan energy selain itu 'uga
membutuhkan bantuandari #arrier protein dan saluran protein. Energi
yang digunakan dalam pemindahan molekul tersebut adayang diperoleh
dari hidrolisis T! karena melawan gradient konsentrasi. &iner'a
transport aktif dilakukanoleh protein spesifik yang tertanam pada
membrane. Dua 'enis transport aktif yaitu 7B.1 TRANSPORT AKTIF
PRIMERTransport aktif primer (energydari hidrolisis T!) yaitu
transport yang bergantung padapotensialmembrane.Dalam
keadaanstabil,ekstraselulermemilikikonsentrasi $a3 ;< kali lebih
tinggidari pada di dalam sel, sedangkan konsentrasi ion &3
lebih rendah di dalam sel dari pada di luar sel.
&alaukonsentrasi $a3 dalam sel meningkat maka $a3 perlu
dikeluarkan, maka diperlukan T! untuk memompa$a3 keluar dengan #ara
$a3 akan terikat pada sisi spesifik pada saluran protein, sehingga
menyababkanrangsangan fosforilasi dan ter'adi hidrolisis T!,
menghasilkan suatu perubahan pada konformasi saluranprotein
berakibat $a3 yang terikat bergerak keluar sel dan ter'adi reduksi
afinitas ikatan $a3 pada proteinsaluran sehingga $a3
terlepas.!adawaktubersamaan, di bagianekstraseluler &3
mengalami afinitas di bagiansisi proteinsaluran, ter'adi
stimulusdefosforilasi berakibat perubahankonformasi
saluranproteinsehinggater'adigerakanyangmenyebabkan&3
bergerakkebagaininterseluler. /aluranproteinmemiliki
tigatempatspesifik untuk ikatan $a3 dan dua untuk &3, sehingga
setiap kali siklus transpor tiga $a3 dan dua &3 lewatmembran
sel membutuhkan satu molekul T! yang terhidrolisa.Tigaion$a3
akanmenempel
danmasukkedalamproteinmembranyangakanmerangsangterhidrolisisnya T!
men'adi ! dan D!, yang dimana ! ini akan digunakan energi untuk
memindahkan :ion $a3 ke luar sel dan merubah bentuk daripada
protein membran. Dua ion &3 dari luar sel menempeldan masuk ke
dalam protein membran sesuai bentuk protein membran, menempelnya
ion ini membuat !terlepasdari proteinmembrandanmendorongino&3
bergerakmenu'udalamsel, lepasnya! danion&3 ini membuat berubah
bentuk pada protein membran.B.2 TRANSPORT AKTIF SEKUNDERTransport
aktif sekunder (energy dari gradient ion) Transpor aktif 'uga
memindahkanmikromolekul yang berada di daerah lumen usus, misalnya
perpindahanglukosa danasamaminoberkonsentrasi rendah ke dalamsel
usus dengan konsentrasi relatif tinggi. !erpindahan ini
tidakmenggunakan T! hasil hidrolisis tetapi digerakkan karena
perbedaan gradien $a3. &onsentrasi$a3 ekstraselulerusus
lebihrendah daripada dalam sel,sehinggater'adi perpindahanionke
dalam seldengan #ara berikatan dengan bagian sisi protein saluran,
selan'utnya diikuti oleh glukosa yang berikatandengan protein
saluran yang sama tetapi pada sisi yang lain. Transpor seperti ini
disebut transpor aktifsekunder.!ada transpor aktif sekunder, energi
yangtersimpandalam$a3 atau13 gradienkonsentrasidigunakan untuk
menggerakkan zat lain melintasi membran terhadap gradien
konsentrasi mereka sendiri.&arena $a3 atau 13 lereng didirikan
oleh transpor aktif primer, sekunder aktif transportasi tidak
langsungmenggunakan energi yang diperoleh dari hidrolisis
T!.$atrium( kaliumpompamempertahankankonsentrasi #uramgradien$a3
melintasi membranplasma. /ebagai hasilnya, ion natriumtelah
disimpan atau potensi energi, seperti air di belakangbendungan.
Dengandemikian, 'ikaadaruteuntuk$a3 bo#or kembali dalam,
beberapaenergi yangtersimpan dapat diubah men'adi energi kinetik
(energi gerak) dan digunakan untuk mengangkut zat lainmelawan
gradien konsentrasinya.!adaintinya, sekunder aktif proteintranspor
memanfaatkanenergi di $a3konsentrasi
gradiendenganmenyediakanruteuntuk$a3 bo#orkedalamsel, di
transporaktifsekunder,proteinpembawase#arabersamaanmengikat $a3
dansubstansi laindankemudianberubahbentuksehinggakeduazatmelintasi
membran pada waktu yang sama. -ika transporter ini bergerak dua zat
dalam arah yang samamereka disebut symporters (sama), antiporters
sebaliknya, bergerak dua zat dalam arah yang berlawanandi seluruh
membran (anti(melawan). /alah satu bentuk transport aktif
adalah7EKSOSITOSISEksositosis adalah mekanisme transpor molekul
besar seperti protein dan polisakarida, melintasimembran plasma
dari dalam ke luar sel (sekresi) dengan #ara menggabungkan "esikula
berisi molekultersebut denganmembranplasma.
=esikulatransporyanglepasdari aparatus6olgi
dipindahkanolehsitoskeleton ke membran plasma. &etika membran
"esikula dan membran plasma bertemu, molekul lipidmembran menyusun
ulang dirinya sendiri sehingga kedua membran bergabung.
&andungan "esikulanyakemudiantumpahkeluarsel. .anyaksel
sekretorismenggunakaneksositosisuntukmengirimkeluarproduk(produknya.%isalnyasel
tertentudalampankreasmenghasilkanhormoninsulindanmensekresikannyakedaam
darah melalui eksositosis. Contoh lain adalah neuron atau sel saraf
yang menggunakan eksositosisuntuk melepaskan sinyal kimiawi yang
merangsang neuron lain atau sel otot. &etika sel tumbuhan
sedangmembuat dinding, eksositosis mengeluarkan karbohidrat dari
"esikula 6olgi ke bagian luar selnya.ENDOSITOSISEndositosis sel
memasukkan makromolekul dan materi yang sangat ke#il dengan
#aramembentuk "esikula baru dari membran plasma. 0angkah(langkahnya
pada dasarnya merupakankebalikan dari eksositosis. /ebagian ke#il
luas membran plasma terbenam ke dalam membentuk kantong..egitu
kantong ini semakin dalam, kantong ter'epit, membentuk "esikula
yang berisi materi yang telahterdapat diluar selnya. Terdapat tiga
'enis endositosis yaitu 7*68/)T8/)/*agositosis (pemakanseluler)
berasal dari bahasayunani phagein>makan?dan#ytos >sel?,berupa
padatan yang ukurannya lebih besar. /el menelan suatu partikel
dengan pseudopod yangmembalut disekeliling partikel tersebut dan
membungkusnya di dalam kantong berlapis(membran yang#ukup besar
untuk digolongkan sebagai "akuola. Contoh #illiata atau organisme
mikroskopik lain yangdimakan atau ditelan oleh amoeba. /elama
fagositosis mangsa men'adi tidak berdaya oleh sekresi dari
selpemangsa (*agositik).!)$8/)T8/)/!inositosis (peminum seluler)
dari bahasa yunani pinein >minum? dan #ytos >sel?, sel
>meneguk?tetesan fluida ekstraseluler dalam "esikula ke#il.
&arena salah satu atau seluruh zat terlarut yang
larutdalamtetesan tersebut dimasukkan ke dalamsel, pinosistosis
tidak spesifik dalamsubstansi yangditranspornya. !inositosis
merupakan ge'ala umum yang ter'adi pada berbagai ma#am sel seperti
leukosit,sel(sel gin'al, epithelium usus, makrofag hati dan sel
akar tumbuhan.!inositosis dapat ter'adi 'ika terdapat konsentrasi
yang #o#ok dari protein, asam amino atau
ion(iontertentupadamediumsel.prosesnyaadalahmenempelnyabahanpenyebab(indu#er)padareseptorkhusus
pada membrane plasma kemudian diikuti dengan ter'adinya lekukan
(in"aginasi) dari membranemembentuk selubung atau membrane
pinositik.!E2$T2 2E/E!T82Endositosis yangdiperantarai reseptor,
hampir sama denganpinositosis hanya sa'a, selektifterhadap
substansi yang ditranspornya. Endositosis yang diperantarai
reseptor memungkinkan sel dapatmeperoleh substansi spesifik
dalam'umlah yang melimpah sekalipun substansi itu mungkin
sa'akonsentrasinya tidak tinggi dalam fluida seluler. %isalnya,sel
manusia menggunakan proses ini untukmenyerap kolesterol dan
digunakan dalam sintesis membran dan sebagai prekursor untuk
sintesis steroidlainnya.DAFTAR PUSTAKAAlberts B. 1994. Biologi
Molekuler Sel, Edisi Kedua. Peerbit PT !ra"ediaPustaka Uta"a#
$akarta.Aoi"us. Mekais"e Tras%or %ada Me"bra. &olie',
&(tt%#))***.artikelbiologi.+o"),-1,)-.)"ekais"e/tras%or/%ada/"e"bra.(t"l',
diakses taggal 1. se%te"ber ,-10Budi1ato.Mekais"e Tras%or 2at
Melalui Me"bra. &olie',
&(tt%#))budis"a.*eb.id)"ekais"e/tras%or/3at
"elalui/"e"bra.(t"l', diakses taggal 1. se%te"ber ,-10Dar"adi da
4ustia. ,-10. Fisiologi 5e*a. Uri Press#PekabaruRee+e,+a"%bell
Mit+(el.,---.Biologi $ilid 1.$akarta# ErlaggaSridiati. Tras%ortasi
Akti6 %ada Me"bra Sel. &olie',
&(tt%#))***.sridiati.+o")tras%ortasi/akti6/%ada/"e"bra/sel.(t"l',
diakses taggal 1. se%te"ber ,-10