Mekanisme Transpor Membran : Difusi, Osmosis, Transpor Aktif, Eksositosis, dan Endositosis


Sel-sel membutuhkan zat atau molekul untuk menjalankan semua aktivitas metabolisme. Beberapa zat yang diperlukan harus bergerak masuk ke dalam sel. Hal ini berlawanan dengan sampah metabolisme yang harus bergerak ke luar sel. Membran sel memegang peranan yang sangat penting dalam proses keluar masuknya zat. Transportasi zat-zat dibagi menjadi dua, yaitu transportasi pasif dan trasportasi aktif.

Transportasi pasif adalah perpindahan zat-zat mengikuti aliran perbedaan konsentrasi, sedangkan transportasi aktif adalah perpindahan zat-zat melawan aliran perbedaan konsentrasi dan memerlukan energi. Transportasi pasif berlangsung melalui proses difusi dan osmosis. Adapun transportasi aktif, berlangsung melalui proses transpor aktif, eksositosis, dan endositosis.

a.   Difusi


Secara tidak sadar proses difusi sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Misalnya, Anda akan memasukan satu sendok gula ke dalam segelas air teh jika ingin membuat air teh manis. Apa yang akan terjadi dengan gula tersebut? Awalnya,  gula  tersebut  akan  mengendap di  dasar  gelas.  Akan  tetapi,  lama kelamaan gula tersebut akan larut ke dalam air teh tersebut  . Peristiwa difusi sederhana dapat diamati ketika kita memasukkan segumpal gula ke dalam air teh 
(a), molekul molekulnya terlarut 
(b), dan tersebar (berdifusi) 
(c). Pada akhirnya proses difusi menyebabkan gula tersebar merata ke dalam air 
(d).Peristiwa tersebut akan terjadi pula pada tinta yang Anda teteskan ke dalam air bening dalam suatu wadah. Tinta tersebut akan larut dan membuat air bening berubah warna menjadi seperti warna tinta. Peristiwa larutnya gula dan tinta merupakan contoh peristiwa difusi.
Gambar  . Peristiwa difusi
Gambar  . Peristiwa difusi

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

Difusi merupakan perpindahan molekul-molekul suatu zat dari bagian yang berkonsentrasi tinggi menuju bagian yang berkonsentrasi rendah. Difusi dapat terjadi melalui membran ataupun tidak melalui membran. Dalam tingkatan sel, difusi dapat diartikan perpindahan molekul sel dari konsentrasi molekul tinggi menuju konsentrasi molekul rendah.

b.   Osmosis


Osmosis adalah pergerakan molekul air dari konsentrasi air yang tinggi menuju konsentrasi air yang rendah melalui membran selektif permeabel (semipermeabel). Dengan kata lain, osmosis adalah difusi molekul air melalui membran semipermeabel  
Gambar  . Peristiwa Osmosis


Gambar  . Peristiwa Osmosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

Semipermeabel berarti membran tersebut hanya bisa dilalui oleh molekul-molekul air atau molekul-molekul seukuran dengan air. Air merupakan zat pelarut. Oleh karena itu, osmosis dapat diartikan sebagai gerak cairan yang encer menuju cairan yang pekat melalui membran semipermeabel. Apabila kepekatan cairan di luar dan di dalam sel sama (isotonis), kondisi sel akan tetap.

Namun, apabila cairan di luar sel lebih encer daripada di dalam sel (hipotonis) maka air akan masuk ke dalam sel. Sebaliknya, apabila cairan di luar sel lebih pekat daripada di dalam sel (hipertonis) maka air dari dalam sel akan bergerak ke luar. Kondisi hipotonis dapat mengakibatkan sel menggelembung dan mungkin pecah. Adapun pada kondisi hipertonis, sel akan mengerut.

c.   Transpor Aktif


Transpor aktif terjadi apabila sel secara aktif memindahkan zat-zat melewati membran sel dengan menggunakan energi  . Biasanya, transpor aktif dilakukan untuk memindahkan zat dari konsentrasi rendah menuju konsentrasi tinggi. Misalnya, glukosa tidak dapat melewati membran sel karena ukurannya terlalu besar.

Gambar  . Mekanisme Transpor Aktif

Gambar  . Mekanisme Transpor Aktif
Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). 

Oleh karena itu, molekul glukosa ini akan diangkut secara aktif. Energi yang digunakan untuk transpor aktif ini didapat dari pemecahan ATP menjadi ADP, fosfat, dan energi. Glukosa tersebut akan berikatan dengan fosfat menjadi glukosa-fosfat. Glukosafosfat inilah yang dapat melewati membran sel. Contoh transpor aktif yang paling sering muncul adalah mekanisme pompa natrium- kalium. Mekanisme pompa natrium-kalium akan memompa masuk ion kalium (K+) dan memompa keluar ion natrium (Na+).

Mekanisme pompa natrium-kalium dapat Anda perhatikan pada dibawah. Ion Na+ akan melekat pada protein di dalam membran sel. Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP, fosfat yang dihasilkan akan melekat pada protein. Melekatnya fosfat pada protein menyebabkan protein berubah bentuk. Perubahan bentuk protein membuat ion Na+ keluar dari dalam sel.

d.   Eksositosis


Eksositosis terjadi apabila terdapat molekul-molekul berukuran besar yang tidak dapat ditransportasikan melalui mekanisme transpor aktif. Eksositosis (ex = keluar dari, cytos = sel) merupakan mekanisme transpor molekul keluar dari sel dengan cara membentuk vesikula.

Suatu sel akan membentuk vesikula apabila akan mengeluarkan suatu molekul. Vesikula yang terbentuk akan melingkupi molekul yang akan dikeluarkan. Vesikula bersama molekul yang dilingkupinya tersebut akan bergerak menuju membran sel . Setelah melekat dengan membran sel, molekul yang dibawa vesikula akan dikeluarkan dari dalam sel.
Gambar  . Mekanisme Eksositosis

Gambar  . Mekanisme Eksositosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

e.   Endositosis


Sebaliknya dari eksositosis, endositosis merupakan mekanisme masuknya molekul ke dalam sel dengan bantuan vesikula. Endositosis berasal dari endon yang berarti dalam dan cytos yang berarti sel. Mekanismenya, suatu sel akan membentuk vesikula dengan cara menjulurkan bagian luar membran sel.

Bagian luar membran sel tersebut akan mengurung atau menangkap molekul yang akan dibawa masuk. Kemudian, vesikula akan menelan molekul tersebut sehingga masuk ke dalam sel. Terdapat dua jenis endositosis , yaitu pinositosis dan fagositosis. Pinositosis adalah proses endositosis berupa cairan, sedangkan fagositosis adalah proses endositosis tidak berupa cairan, misalnya bakteri.
Gambar  . Mekanisme Endositosis


Gambar  . Mekanisme Endositosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson

●     Hubungan Bentuk sel pada jaringan dengan fungsinya


Struktur dan bentuk setiap jenis sel manusia berkaitan dengan fungsi apa yang akan dilakukan dalam tubuh. Sebagai contoh, sel darah merah berukuran sangat kecil, berbentuk cakram datar, yang memungkinkan sel tersebut untuk dengan mudah masuk melalui kapiler darah yang sempit dalam sistem peredaran darah untuk mengirimkan oksigen ke seluruh tubuh.

Neuron atau sel saraf membawa pesan dari otak dan sumsum tulang belakang ke seluruh tubuh, menggunakan sinyal listrik sepanjang dan sinyal kimia di antara neuron. Karena sinyal listrik bergerak jauh lebih cepat daripada sinyal kimia, neuron berbentuk panjang dan tipis untuk meminimalkan jumlah sinyal kimia yang lebih lambat yang akan diperlukan antara hubungan neuron dalam rantai banyak neuron yang lebih pendek.

Bentuk sel otot yang memanjang memungkinkan protein kontraksi untuk berbaris dalam pola yang tumpang tindih yang memungkinkan pelenturan otot pada saat tubuh bergerak.

Struktur sel sperma manusia memungkinkan mereka untuk "berenang" jarak jauh untuk mencapai sel telur untuk pembuahan. Mereka melakukan ini dengan menggunakan flagela, ekor panjang seperti cambuk.

sumber: modul belajar mandiri pppk ips biologi , Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup, Kemdikbud

Baca Juga

Bagikan Artikel



Komentar