Transpor Zat Melewati Membran

Membran bersifat selektif, tidak semua zat dapat melalui membran. Ada molekul-molekul zat yang dapat melewati membran dari kedua sisinya, atau satu sisi saja atau bisa juga sama sekali tidak melewati membran.

Pergerakan zat pada membran plasma dapat melalui lapisan lipid atau dengan protein (protein kanal/pembawa). Bahan larut lemak seperti gliserol, asam lemak, vitamin A, D,E dan K serta hormon jenis steroid dapat berdifusi melalui lapisan lemak. Molekul kecil atau yang tidak bermuatan seperti H2O, CO2, dan O2 dapat melewati membran plasma melalui lapisan lemak. Lapisan lemak menghalangi pergerakan ion dan molekul bermuatan yang melewatinya.

Protein-protein membran memberikan suatu mekanisme untuk melewatkan ion bermuatan dan molekul besar. Protein pengangkut dikenal sebagai :

• Uniport. Bila protein membawa satu ion atau molekul pada satu arah yang sama.
• Simport. Bila protein membawa dua ion atau molekul pada satu arah yang sama.
• Antiport. Bila protein membawa dua ion atau molekul pada arah yang berlawanan. 

Mekanisme Transpor.

Difusi adalah perpindahan zat(gas, cair, atau zat-zat padat) atau pergerakan molekul dari larutan hipertonis (konsentrasi tinggi) ke larutan hipotonis (konsentrasi rendah) dengan atau tanpa melewati membran. Difusi berhenti apabila terjadi keseimbangan, yaitu konsentrasi larutan tersebut isotonis (sama). Difusi dipengaruhi berbagai hal seperti gradien konsentrasi, temperatur, ukuran partikel, dll.

equilibrium = keseimbangan

Osmosis adalah perpindahan zat pelarut, ion, atau molekul air dari larutan hipotonis ke larutan hipertonis melewati membran semipermeabel. Osmosis juga dapat berarti difusi air keluar masuk sel. Besarnya osmosis tergantung pada potensial osmotik dan potensial tekanan. Secara matematis, besarnya osmosis bisa dikatakan sebagai PA=PO+PT. Potensial osmotik menunjukkan perbandingan pelarut dan zat terlarut dalam satuan energi. Potensial tekanan adalah tambahan tekanan yang dapat meningkatkan potensial air.

Transpor zat secara difusi dan osmosis tidak memerlukan energi. Prosesnya berlangsung selama terjadi perbedaan kadar larutan sitoplasma dengan larutan air di sekitarnya. Proses ini akan berhenti apabila telah terjadi keseimbangan.

Konsentrasi zat :
Tonisiti merupakan tekanan potensial osmotik lautan. Bila dua larutan dibandingkan dan tekanan potensial osmotiknya sama disebut isotonis. Bila tekanan potensial osmotiknya lebih rendah disebut Hipotonis. Bila tekanan potensial osmotiknya lebih tinggi disebut hipertonis.

Berdasarkan ukuran zat yang ditransportasikan, transpor zat melalui sel dibedakan menjadi transpor mikromolekul dan transpor makromolekul.

Transpor Mikromolekul.

Transpor aktif. (endositosis, eksositosis, pompa Na+ - K+) Adalah perpindahan molekul atau ion dengan menggunakan energi dari sel. Perpindahan dapat terjadi meskipun melawan gradien konsentrasi dan dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel. Muatan listrik tersebut terutama ditentukan oleh ion-ion natrium (Na+), Kalium (K+), dan Klor (Cl-). Sumber energi transpor aktif adalah ATP atau adenosin trifosfat. Disamping adanya energi pengaktifan, di dalam membran sel juga terdapat protein transpor. Pada transpor ini zat berpindah dari konsentrasi rengah ke konsentrasi tinggi. Setiap pengeluaran 3 ion Na+ dari sel di imbangi dengan pemasukan 2 ion K+. Contoh transpor aktif antara lain adalah transpor glukosa melalui membran sel. Glukosa merupakan zat yang sangat diperlukan oleh sel, tetapi tidak dapat masuk menembus membran sel. Karenanya, perlu diangkut secara aktif oleh sel, dengan menggunakan energi pengaktifan yang berasal dari hasil pemecahan ATP.
Transpor pasif (difusi, osmosis, difusi terfasilitasi). Adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul terjadi secara spontan, dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah).

Difusi sederhana. Terjadi bila senyawa atau molekul dapat melewati membran lipid bilayer tanpa menggunakan protein transpor. Senyawa atau molekul seperti H2O, CO2, O2, dan molekul kecil tidak bermuatan dapat dengan mudah melewati membran.

Difusi difasilitasi. Banyak zat terlarut yang dibutuhkan sel tertahan oleh fosfolipid lapis ganda. Untuk berdifusi, zat tersebut dibantu protein transpor yang terdapat di dalam membran sel. Hal ini disebut difusi difasilitasi (facilitated diffusion). Protein transpor dapat mengangkut molekul-molekul dengan beberapa cara di antaranya sebagai berikut:

• Protein Pembawa. Protein transpor memiliki situs pengikatan yang spesifik terhadap molekul-molekul tertentu.
• Protein kanal. Protein transpor memberikan suatu saluran hidrofilik melintasi membran yang bersifat selektif untuk zat terlarut tertentu. Protein ini juga berfungsi sebagai saluran yang akan membuka dan menutup apabila ada rangsangan kimiawi maupun listrik. 

difusi terfasilitasi dengan protein pembawa

difusi terfasilitasi dengan protein kanal

Transpor Makromolekul. 

Makromolekul bisa berupa protein, polinukleotida, polisakarida, atau mikroorganisme. Zat-zat tersebut tidak dapat melewati membran sel dengan cara difusi maupun transpor aktif. Akan tetapi, sel dapat memasukkan dan mengeluarkan makromolekul tersebut dengan membentuk vesikel secara endositosis dan eksositosis.

Endositosis. Merupakan pemasukan zat ke dalam sel (fagositosis dan pinositosis).  Pada fagositosis, molekul yang dimasukkan berupa senyawa padat, dan pada pinositosis, molekul yang dimasukkan berupa larutan. Contohnya amoeba dalam memindahkan makanan untuk masuk ke dalam tubuhnya; sel darah putih dalam melawan kuman yang masuk ke dalam tubuh.

Eksositosis. Merupakan pengeluaran zat dari dalam sel (sekresi oleh sel-sel kelenjar). Vesikel membran plasma yang membawa molekul menyatu dengan membran sel, molekul kemudian dikeluarkan oleh vesikel. Contohnya sel-sel kelenjar pencernaan yang menghasilkan getah pencernaan.

sumber gambar :
http://g04bio.files.wordpress.com/2011/04/c8-7x11-diffusion.jpg
http://www.bbc.co.uk/bang/images/446x251/osmosis.jpg
http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/images/biomembrane1/Tonic2.gif
http://awbionotes.files.wordpress.com/2012/07/how_facilitated_dif_c_la_784-1i4rm9g.jpg
http://sun.menloschool.org/~dspence/biology/chapter5/images/channel_diffusion.jpg
http://teachernotes.paramus.k12.nj.us/nolan/2005-2006/CP%20Bio5.jpg
http://www.salem.k12.va.us/staff/jwright/vocabulary/exocytosis.jpg