Transpor Zat Pada Membran Sel

Transpor Zat Melalui Membran Sel - Transpor zat yang terjadi pada sel, baik antarsel maupun organel sel dapat melalui dua cara, yakni transpor pasif dan transpor aktif.

1. Transpor Pasif

Transpor pasif merupakan transpor ion, molekul, senyawa dari luar atau dalam sel tanpa memerlukan energi. Zat-zat yang ditranspor bergerak dari daerah berkonsentrasi tinggi hingga daerah berkonsentrasi rendah. Proses transpor pasif ini dapat terjadi secara difusi dan osmosis.

a. Difusi

Difusi adalah gerakan acak partikel-partikel, atom, maupun molekul gas atau cairan, dari daerah berkonsentrasi tinggi menuju daerah berkonsentrasi rendah hingga mencapai kesetimbangan. Zat-zat tersebut akan berdifusi menurun sesuai gradien konsentrasi. Perhatikan Gambar 1.

Gambar 1. Mekanisme difusi pada molekul

Transpor difusi terdiri dari dua cara yaitu difusi dipermudah dengan protein dan difusi dipermudah dengan protein pembawa. Kita pahami penjelasannya sebagai berikut. 

Difusi dipermudah disebut juga difusi terfasilitasi. Pada proses difusi yang terfasilitasi oleh protein, molekul-molekul seperti asam amino, gula, tidak dapat melalui membran plasma. Akan tetapi, molekul tersebut melewati saluran yang dibentuk oleh suatu protein membran yang disebut protein integral. Perhatikan Gambar 2.a. Sedangkan proses difusi zat dipermudah dengan protein pembawa mirip dengan proses difusi dipermudah dengan protein. Letak perbedaannya, protein membran membentuk saluran dan mengikat molekul yang ditranspor. Protein ini dinamakan protein pembawa. Molekul yang ditranspor seperti glukosa dan asam amino berdifusi dan menurun sesuai gradien konsentrasinya. Perhatikan Gambar 2.b.

Gambar 2. Difusi zat (a) dipermudah dengan protein (b) terfasilitasi dengan protein pembawa

Difusi berlangsung dipengaruh oleh beberapa faktor, antara lain konsentrasi zat, ukuran zat, wujud zat, dan suhu. Gradien konsentrasi yang berbeda di antara dua tempat yakni luar sel dan dalam sel meng akibatkan proses difusi berlangsung dengan cepat. Proses difusi akan berjalan dengan lambat, apabila ukuran zat lebih besar. Termasuk juga wujud zat padat yang akan melambatkan terjadinya proses difusi dibandingkan wujud cair dan gas. Sementara itu, suhu yang tinggi akan membuat proses difusi berjalan lebih cepat. Nah, itulah proses terjadinya difusi zat pada membran, baik di dalam membran sel atau membran organel sel.

b. Osmosis

Selain berlangsung secara difusi, molekul zat dapat pula bergerak secara osmosis. Osmosis adalah perpindahan zat pelarut melalui membran selektif permeabel dari konsentrasi zat pelarut tinggi menuju konsentrasi zat pelarut rendah. Zat pelarut ini dapat keluar masuk melewati membran secara bebas. Hanya saja zat terkecil merupakan zat yang sudah terseleksi.

Suatu larutan yang memiliki zat pelarut berkonsentrasi tinggi akan memiliki zat terlarut berkonsentrasi rendah. Keadaan ini disebut hipotonik (hipo artinya kurang). Sebaliknya, larutan yang memiliki zat pelarut dengan konsentrasi rendah akan mempunyai zat terlarut berkonsentrasi tinggi. Kondisi yang demikian disebut hipertonik (hiper berarti lebih). Zat pelarut dan zat terlarut dapat pula berkonsentrasi sama. Keadaan demikian dinamakan isotonik (iso berarti sama).

Salah satu penyebab zat dapat bergerak secara osmosis adalah adanya perbedaan konsentrasi zat total. Akibat keadaan ini, molekul air yang berada pada larutan hipotonik dapat berpindah menuju larutan hipertonik. Namun, keadaan ini juga bisa berlangsung sebaliknya. Meskipun zat terlarut banyak terkandung pada larutan hipotonik, proses transpor zat akan tetap terjadi secara osmosis. Sementara itu, andaikan dua larutan bersifat isotonik, molekul air akan berpindah melalui membran dengan kelajuan sama. Akibatnya, selisih osmosis tidak terjadi pada dua larutan. Perhatikan Gambar 3.

Gambar 3. Osmosis dan larutan

Proses osmosis pada sel hewan terjadi saat kondisi sel dengan lingkungannya ingin dipertahankan. Cara yang dilakukan adalah dengan mempertahankan konsentrasi zat dalam sel dengan konsentrasi zat luar sel agar selalu sama. Apabila konsentrasi larutan sel lebih rendah dibandingkan konsentrasi lingkungan luarnya, air dalam sel akan keluar secara osmosis. Peristiwa ini dinamakan penyusutan sel atau krenasi, yang dapat menyebabkan sel tidak hidup alias mati.

Sebaliknya, bila konsentrasi larutan pada sel lebih tinggi dibandingkan lingkungan luarnya, air di luar sel akan masuk secara osmosis ke dalam sel. Kejadian ini akan mengkibatkan sel pecah atau terjadi hemolisis. Lihat Gambar 4.

Gambar 4. Keseimbangan air dalam sel hidup

Keadaan hemolisis juga dapat terjadi pada sel tumbuhan. Sel tumbuhan yang berada pada kondisi hipotonik, misalnya air, bisa mengalami pembengkakan. Kondisi yang dialami sel tumbuhan ini disebut kondisi turgid atau tekanan turgor. Sebaliknya, sel tumbuhan dapat pula mengalami kondisi hipertonik. Kondisi yang demikian akan mengakibatkan cairan protoplasma di dalam sel menyusut melewati dinding sel. Peristiwa seperti ini dinamakan plasmolisis.

Beberapa organisme yang hidup di laut, seperti porifera, ubur-ubur, dan protozoa serta ikan laut, juga melakukan proses osmosis. Proses ini akan dilakukan apabila selnya mengalami kondisi isotonis. Jumlah garam dalam sel akan diseimbangkan dengan air laut di sekeliling oleh organisme tersebut.

Oleh karena itu, tidak salah bila oleh sebagian besar masyarakat, pengawetan beberapa bahan makanan seperti manisan dan ikan asin dilakukan dengan menerapkan proses difusi dan osmosis.

Sel darah merah tidak rusak walaupun ditempatkan pada larutan garam 1%. Namun, jika ditempatkan pada lingkungan yang hipotonik (konsentrasi air lebih tinggi daripada di dalam sel, sehingga air masuk ke sel), eritrosit akan pecah (hemolisis). Bila terjadi sebaliknya terjadi krenasi (Sumber: Campbell, Reece, Mithcell, Biologi 1, 2002.)

2. Transpor Aktif

Pada saat tertentu, sel hidup mampu menyerap beberapa zat meskipun konsentrasi zat di dalam selnya lebih tinggi dibandingkan lingkungan di sekitar sel. Artinya, sel menyerap zat berlawanan dengan gradien konsentrasi. Sehingga, proses tersebut membutuhkan energi. Proses transpornya dinamakan transpor aktif. Transpor aktif terkait dengan sejumlah proses yang terjadi di dalam makhluk hidup. Zat-zat yang diserap melalui transpor aktif, misalnya garam mineral yang diserap akar, kemudian juga glukosa dan asam amino yang diserap usus kecil pada manusia.

Salah satu contoh proses transpor aktif adalah pompa natrium kalium. Proses ini terjadi bila konsentrasi ion kalium (K+) di dalam sel lebih tinggi dibandingkan sekelilingnya, sedangkan ion natrium (Na+)-nya jauh lebih rendah. Karena itu, membran plasma akan memompakan ion natrium keluar sel dan kalium ke dalam sel, sehingga diperoleh kesetimbangan. Perhatikan Gambar 5.

Gambar 5. Transpor aktif dan difusi

Selain pompa natrium-kalium, proses transpor aktif dapat pula melibatkan proses transpor makromolekul. Proses ini terjadi bila molekul besar melewati membran plasma secara eksositosis dan endositosis. Eksositosis merupakan proses pengeluaran zat dari dalam sel atau organel sel. Misalnya saja, pengeluaran zat saat pembentukan dinding sel, sekresi hormon pada sel hewan, dan pengeluaran sisa-sisa pencernaan makanan. Proses eksositosis ini dapat dilakukan dengan cara pembentukan vesikel (kantong pelapis zat). Vesikel ini akan bergerak menuju membran plasma dan selanjutnya berdifusi ke luar sel. Perhatikan Gambar 6.

Gambar 6. Pompa natrium kalium

Sementara itu, endositosis terjadi saat berbagai zat kecil dan makromolekul masuk ke dalam sel melalui membran. Endositosis pada sel dapat terjadi secara fagositosis dan pinosi tosis. Fagositosis merupakan proses masuknya molekul padat ke dalam sel, sedangkan bahan cair masuk ke dalam sel secara pinositosis. Sebagai contoh peristiwa fagositosis adalah proses memakan bakteri atau benda mikroskopis lainnya oleh Amoeba, kemudian proses memakan kuman oleh sel-sel darah putih.

Gambar 7. Endositosis pada sel: (a) pinositosis dan (b) fagositosis

Selain cara tersebut, endositosis terjadi secara endositosis yang dibantu reseptor. Prosesnya sama dengan kedua jenis endositosis di atas. Bedanya, zat yang akan masuk ke dalam sel ditangkap terlebih dahulu oleh reseptor.

Anda sekarang sudah mengetahui Transpor Zat. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, M. Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 346.