a. Transpor PasifDapat berlangsung karena adanya perbedaan
konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor
pasif tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif dibedakan
menjadi tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi
dipermudah atau difasilitasi (facilitated diffusion), dan
osmosis.
b. DifusiDifusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan
molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme,
yaitu difusi sederhana (simple difusion),d ifusi melalui saluran
yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel
formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion). Difusi
sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang
berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak
(lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara
langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak
seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan
organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga
sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan
H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta
ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau
chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam
pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan
diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya.
Sementara itu, molekul molekul berukuran besar seperti asam amino,
glukosa, dan beberapa garam garam mineral , tidak dapat menembus
membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau
transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul
besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.c.
OsmosisOsmosis adalah peristiwa perpindahan massa dari lokasi
dengan potensi solvent tinggi, menuju lokasi berpotensi solvent
rendah, melalui membran semipermeable.Umumnya yang disebut sebagai
solvent di sini adalah air. Dapat dikatakan bahwa peristiwa osmosis
adalah transfer solvent (dan bukan solut).Sedangkan peristiwa
transfer solut, dikenal sebagai dialysis (arah aliran dari titik
berpotensi solut tinggi menuju ke rendah).
Prinsip osmosis: transfer molekul solvent dari lokasi hypotonic
(potensi rendah) solution menuju hypertonic solution, melewati
membran. Jika lokasi hypertonic solution kita beri tekanan
tertentu, osmosis dapat berhenti, atau malah berbalik arah
(reversed osmosis).Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk
menghentikan osmosis disebut sebagai osmotic press.Jika dijelaskan
sebagai konsep termodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai
proses perubahan entrropi. Komponen solvent murni memiliki entropi
rendah, sedangkan komponen berkandunagn solut tinggi memiliki
entropi yg tinggi juga.
Mengikuti Hukum Termo II: setiap perubahan yang terjadi selalu
menuju kondisi entropi maksimum, maka solvent akan mengalir menuju
tempat yg mengandung solut lebih banyak, sehingga total entropi
akhir yang diperoleh akan maksimum.Solvent akan kehilangan entropi,
dan solut akan menyerap entropi. "Orang miskin akan semakin miskin,
sedang yang kaya akan semakin kaya". Saat kesetimbangan tercapai,
entropi akan maksimum, atau gradien (perubahan entropi terhadap
waktu) = 0. Ingat: pada titik ekstrim, dS/dt = 0.
d. Difusi TerfasilitasiBeberapa zat terlarut berdifusi mengikuti
gradien elektrokimia di kedua sisi membran lebih cepat daripada
yang diperhitungkan dari ukuran, muatan atau koefisien partisinya.
Difusi terfasilitasi ini memperlihatkan sifat-sifat yang berbeda
dengan difusi sederhana. Laju difusi terfasilitasi, suatu sistem
unipor, dapat mengalami kejenuhan. Jumlah tempat pengkita yang
terlibat dalam difusi zat terlarut spesifik terbatas. Banyak sistem
difusisederhana tidak memerlukan energi.Difusi terfasilitasi dapat
dijelaskan dengan mekanisme ping-pong. Dalm model ini, protein
pembawa berada dalam dua konformasi/bentuk utama. Pada keadaan
pong, protein ini terpajan dengan konsentrasi zat terlarut yang
tinggi dan molekul zat terlarut berikatan dengan bagian spesifik di
protein pembawa. Transpor terjadi jika perubahan konformasi
menyebabkan protein pembawa terpajan oleh konsentrasi zat terlarut
yang lebih rendah ( keadaan ping). Proses ini bersifat reversiberl
total dan aliran netto yang menembus membran bergantung pada
gradien konsentrasi. Laju zat terlarut memasuki sel melalui difusi
terfasilitasi di tentukan faktor-faktor berikut : 1. Gradien
konsentrasi di kedua sisi membran2. jumlah pembawa yang tersedia
(ini adalah tahap kontrol utama)3. kecepatan interaksi antara zat
terlarut dan pembawa4. kecepatan perubahan konformasi protein
pembawa baik dalam keadaanterisis maupun kosong.Hormon mengatur
difusi terfasilitasi dengan mengubah jumlah pengangkut yang
tersedia. Insulin meningkatkan transpor glukosa di lemak dan otot
dengan merekrut transporter dari cadangan intrasel. Insulin juga
meningkatkan transpor asam amino di hati dan jaringan lain.salah
satu kerja terpadu hormon glukokortikoid adalah meningkatkan
transpor asam amino ke dalam hati, tempat asam amino kemudian
berfungsi sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Hormon
pertumbuhan meningkatkan transpor asam amino di semua sel dan
estrogen melakukannya di uterus. Pada sel hewan, terdapat paling
sedikit lima sistem pembawa yang berbeda untuk asam amino.
Masing-masing sistem bersifat spesifik untuk satu kelompok asam
amino yang berikatan erat dan sebagai besar bekerja sebagai sistem
Na+-simpor.
e. Saluran ion/ kanal ionKanal ion merupakan protein membran
yang terdapat pada lapisan lipid membran sel yang tersusun dari
beberapa sub-unit protein membentuk suatu poripori. Kanal ion
merupakan tempat bagi ion-ion tubuh untuk melakukan transport pada
membran sel, molekul kecil yang tidak dapat menembus lapisan lipid
ganda dapat menembus membran sel dengan mudah melalui kanal
protein. Semakin besar ukuran molekul, kemampuan penetrasinya
menurun secara cepat. Kanal ion dapat berfungsi sebagai transport
ion, pengaturan potensial listrik melintasi membran sel dan sinyal
sel.
Berdasarkan cara teraktivasinya, maka kanal ion dapat
diklasifikasikan menjadi :
1. Kanal ion teraktivasi voltase (voltage-gated channels)Kanal
ini berespon terhadap perubahan potensial membran, contoh : kanal
ion Na dan K pada sel syaraf, dan kanal Ca pada sel saraf2. Kanal
ion teraktivasi ligan (ligand-gated channel) Berespon terhadap
ligan yang berada pada daerah ekstrasel, contoh : reseptor
asetilkolin nikotinik3. Kanal ion teraktivasi molekul intraseluler,
Berespon terhadap senyawa intraseluler, contoh : Ca++ dan cAMP4.
Kanal ion teraktivasi oleh kekuatan mekanik (stretch-activated
channel)Berespon terhadap kekuatan mekanik yang timbul dari
peregangan/pengerutan lokal membran sekitar kanal ion.5. Kanal ion
terhubung Protein GKanal ion teraktivasi jika protein G
teraktivasi, contoh : reseptor asetilkolin muskarinikTerdapat empat
macam kanal ion, yaitu Kanal Natrium, Kanal Kalsium, Kanal Klorida,
dan kanal Kalium. Kanal Natrium merupakan protein integral membran
yang membentuk kanal ion yang menyalurkan ion natrium ke dalam
membran plasma sel. Kanal natrium banyak terdapat pada sel saraf
dan sel otot. Struktur kanal natrium terdiri dari subunit- dan
subunit-. Pada saat subunit diekspresikan oleh sel, subunit- dapat
membentuk kanal yang menyalurkan ion natrium lewat gerbang voltase.
Subunit- mempunyai empat domain yang diulang, diberi nama I - IV
dan masing-masing domain terdiri dari enam segmen atau heliks
transmembran dan diberi nama S1 S6. Daerah S4 bertindak sebagai
sensor voltase kanal natrium.
Kanal natrium mempunyai gerbang untuk pengaturan permeabilitas
saluran. pembukaan dan penutupan gerbang terjadi pada bagian luar
saluran dari membran sel. Pembukaan dan penutupan gerbang diatur
dalam dua cara, yaitu :
1. Voltase gerbang. Pada saat terdapat muatan negatif kuat pada
bagian dalam membran sel, gerbang natrium di bagian luar akan
tertutup rapat, sebaliknya bila bagian dalam membran kehilangan
muatan negatifnya, gerbang ini akan akan terbuka secara tiba-tiba
sehingga memungkinkan sejumlah besar ion natrium mengalir masuk
melalui pori-pori natrium.
2. Gerbang kimiawi. Gerbang saluran protein akan terbuka karena
mengikat molekul lain dengan protein, hal ini akan menyebabkan
perubahan pada molekul protein sehingga gerbang akan terbuka atau
tertutup. Contohnya efek saluran asetilkolin.
Kanal natrium bertanggung jawab untuk meneruskan potensial
aksi/impuls saraf. Potensial aksi dimulai pada saat serabut saraf
terstimulasi, maka gerbang natrium akan terbuka. Ion Natrium yang
bermuatan positif bergerak ke dalam sel, mengubah potensial
istirahat (polarisasi) menjadi potensial aksi (depolarisasi).
Potensial aksi menjalar di sepanjang serabut saraf dengan kecepatan
dan amplitudo yang tetap. Arus listrik lokal menyebar ke area
membran yang berdekatan. Hal ini menyebabkan banyaknya gerbang
natrium yang terbuka dan mengakibatkan gelombang depolarisasi
menjalar di sepanjang saraf. Dengan cara ini, sinyal atau impuls
saraf ditransmisi dari satu sisi dalam sistem saraf ke sisi lain.
Salah satu kelainan pada kanal natrium adalah Sindrom Brugada.
Sindrom Brugada adalah suatu jenis abnormalitas elektrik jantung
bawaan yang secara tragis dapat merenggut nyawa laki-laki usia
sekitar 30 saat terlelap tidur. penderita Sindrom Brugada
sebelumnya sehat-sehat saja bahkan faktor-faktor resiko penyakit
jantung koroner mungkin tidak ditemukan dan struktur jantungnya
juga normal. `Kelainan ini sebenarnya dapat terdeteksi melalui
elektrokardiografi (EKG). Abnomalitas irama jantung sindrom Brugada
adalah adanya blok berkas jantung kanan (Right Bunddle Branch
Block, RBBB) dengan elevasi segmen ST di sandapan jantung kanan
yang kadang tidak kentara. Sebelumnya, abnormalitas ini kurang
begitu dipedulikan para dokter karena penderita sehat dan bugar
hingga Brugada bersaudara dari Barcelona, pada tahun 1992
mendeteksi adanya keterkaitan abnormalitas EKG tersebut. Mereka
menemukan adanya kematian dan serangan aritmia (gangguan listrik
jantung) ganas pada delapan pasien dengan struktur jantung yang
normal. Defek genetik yang bertanggung jawab terhadap disfungsi
elektrik jantung pada sindrom ini pertama kali didentifikasi tahun
1998. Hal yang belum terjawab adalah mengapa sindrom letal ini
lebih banyak terjadi di kawasan Asia Tenggara dan lebih sering
menyerang laki-laki dibandingkan dengan perempuan (8:1). Yang juga
masih menjadi pertanyaan adalah walaupun sindrom Brugada mungkin
saja terdapat pada berbagai lapisan usia, mengapa serangan
kebanyakan terjadi di puncak kehidupan, yaitu pada usia dewasa
muda? Akhirnya misteri kematian mendadak saat tidur itu mulai
terkuak ketika Brugada bersaudara melaporkan hasil pengamatan
mereka di Journal of the American College of Cardiology, 1992.
Sindrom Brugada terjadi bila terdapat defek gen yang mengkode kanal
natrium, yaitu gen SCN5A pada kromosom 3. Mutasi pada gen yang
diturunkan ini menyebabkan pembukaan kanal ion terjadi lebih cepat
dan berlangsung lebih lama. Keadaan ini dapat memicu timbulnya
suatu aritmia ganas yang disebut fibrilasi ventrikel. Fibrilasi
ventrikel adalah kekacauan aktivitas elektrik di bilik jantung yang
merupakan mesin pompa darah utama. Akibatnya otot-otot jantung
berdenyut tidak karuan sehingga darah tak dapat terpompa ke seluruh
tubuh termasuk otak. Bila situasi ini tak dikoreksi segera dengan
alat kejut jantung (defibrilator), maka korban akan cedera otak
karena kekurangan oksigen dan akhirnya dapat berakibat kematian.
Sering kali fibrilasi ventrikel pada sindrom ini tercetus saat
jantung dalam dominasi pengaruh saraf vagal, misalnya saat
tidur.
f. AquaporinsAquaporins adalah protein tertanam dalam membran
sel yang mengatur aliran air.Aquaporins merupakan protein membran
integral dari keluarga yang lebih besar dari protein intrinsik
utama (MIP) yang membentuk pori-pori dalam membran sel biologis.
Cacat genetik yang melibatkan gen aquaporin telah dikaitkan dengan
beberapa penyakit manusia. Tahun 2003 Nobel Kimia diberikan
bersama-sama untuk Peter Agre untuk penemuan aquaporins, dan
Roderick MacKinnon untuk karyanya pada struktur dan mekanisme
saluran kalium.
Crystallographic structure of the aquaporin 1 (AQP1) channel
(PDB 1J4N).
Aquaporins adalah "sistem pipa untuk sel," . Aquaporins sangat
selektif memilih molekul air di dalam dan keluar dari sel, serta
mencegah lewatnya ion dan zat terlarut lainnya. Juga dikenal
sebagai saluran air, aquaporins adalah protein membran terpisahkan
pori. Beberapa dari mereka, yang dikenal sebagai aquaglyceroporins,
transportasi juga lainnya larutan bermuatan kecil, seperti
gliserol, CO2, amoniak dan urea di seluruh membran, tergantung pada
ukuran pori-pori. Namun, pori-pori air benar-benar kedap spesies
bermuatan, seperti proton, properti penting untuk konservasi
potensial elektrokimia membran itu.Molekul air melintasi melalui
pori-pori saluran dalam file tunggal. Kehadiran saluran air
meningkatkan permeabilitas membran terhadap air.
Diagram skematis dari struktur 2D aquaporin 1 (AQP1)
menggambarkan transmembran alfa-heliks enam dan lima lingkaran AE
interhelical daerah.Struktur 3D aquaporin menyoroti 'hourglass'
berbentuk saluran air yang memotong melalui pusat protein.
Aquaporin protein terdiri dari enam transmembran -heliks diatur
dalam bundel tangan kanan, dengan amino dan karboksil Termini
terletak pada permukaan membran sitoplasma. Amino dan karboksil
bagian dari acara urutan kesamaan satu sama lain, dalam apa yang
tampaknya menjadi tandem mengulang. Beberapa peneliti percaya bahwa
ini hasil dari suatu peristiwa evolusi awal yang melihat duplikasi
gen setengah ukuran. Ada juga lima daerah lingkaran interhelical (A
- E) yang membentuk vestibules ekstraseluler dan sitoplasma. Loops
B dan E loop hidrofobik yang mengandung yang sangat, meskipun tidak
benar-benar kekal, asparagin-prolin-alanine (NPA) motif, yang
tumpang tindih tengah lapisan ganda lipid membran membentuk
struktur 'jam pasir' 3-D di mana air mengalir melalui. Ini tumpang
tindih membentuk salah satu dari dua situs terkenal penyempitan
saluran di peptida, motif NPA dan penyempitan kedua dan biasanya
sempit yang dikenal sebagai 'selektivitas filter' atau ar / R
Filter selektivitas.Aquaporins berbentuk tetramers dalam membran
sel, dengan masing-masing monomer bertindak sebagai saluran air.
Aquaporins berbeda dalam urutan peptida ,yang memungkinkan untuk
ukuran pori dalam protein berbeda antara aquaporins. Ukuran
pori-pori yang dihasilkan secara langsung mempengaruhi apa molekul
dapat melewati pori-pori, dengan ukuran pori kecil hanya
memungkinkan molekul kecil seperti air untuk melewati pori-pori
Diagram skematis dari struktur 2D aquaporin 1 (AQP1)
menggambarkan transmembran alfa-heliks enam dan lima lingkaran AE
interhelical daerah.
Struktur 3D aquaporin menyoroti 'hourglass' berbentuk saluran
air yang memotong melalui pusat protein.
Filter SelektivitasFilter selektivitas ar / R (aromatik /
arginin) adalah sekelompok asam amino yang membantu mengikat
molekul air dan molekul lain mengecualikan yang mungkin mencoba
untuk memasuki pori-pori. Ini adalah mekanisme yang aquaporin mampu
selektif mengikat molekul air (sehingga memungkinkan mereka
melalui) dan mencegah molekul-molekul lain masuk. Ar / R penyaring
adalah tetrad yang dibentuk oleh dua residu asam amino dari heliks
B (HB) dan E (HE) dan dua residu dari loop E (LE1 dan LE2),
ditemukan di kedua sisi motif NPA. Wilayah ar / R biasanya
ditemukan menuju balai ekstraselular, sekitar 8 atas motif NPA dan
sering bagian tersempit dari pori-pori. Pori yang sempit bertindak
untuk melemahkan ikatan hidrogen antara molekul-molekul air yang
memungkinkan air untuk berinteraksi dengan arginin bermuatan
positif, yang juga bertindak sebagai filter proton untuk
pori-pori
Gambaran skematis pergerakan air melalui filter selektivitas
sempit saluran aquaporin.Pada mamalia ada tiga belas jenis dikenal
aquaporins pada mamalia, dan enam di antaranya terletak di
ginjal.
Pada Tumbuhan
Dalam tanaman air diambil dari tanah melalui akar, di mana ia
melewati dari korteks ke dalam jaringan pembuluh darah. Ada dua
rute untuk air mengalir dalam jaringan, yang dikenal sebagai jalur
apoplastic dan symplastic. Kehadiran aquaporins dalam membran sel
tampaknya untuk melayani untuk memfasilitasi jalur symplastic
transelular untuk transportasi air. Ketika akar tanaman yang
terkena merkuri klorida, yang dikenal untuk menghambat aquaporins,
aliran air sangat berkurang sementara aliran ion tidak, mendukung
pandangan bahwa ada mekanisme untuk transportasi air independen
dari pengangkutan ion; aquaporins .
Aquaporins di pabrik dipisahkan menjadi lima utama homolog
subfamilies, atau kelompok:
* Protein membran plasma intrinsik (PIP) * Protein intrinsik
Tonoplast (TIP) * Nodulin-26 seperti Protein intrinsik (NIP) *
Protein intrinsik Kecil dasar (SIP) * X Protein intrinsik
(XIP)\
Kelima subfamilies telah kemudian dibagi menjadi subkelompok
yang lebih kecil evolusi berdasarkan urutan DNA mereka. PIPs
klaster menjadi dua subkelompok, PIP1 dan PIP2, sementara TIPS
klaster ke dalam 5 sub kelompok, TIP1, TIP2, TIP3, TIP4 dan TIP5.
Setiap subkelompok lagi dibagi menjadi misalnya isoform PIP1; 1,
PIP1; 2.
DAFTAR PUSTAKA
http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaporinhttp://id.shvoong.com/medicine-and-health/medicine-history/2069142-protein-kanal-natrium/#ixzz1giOlStvChttp://indonesiaindonesia.com/f/161-biologi/Biokimia
Harper/Robert K Murray, Daryl K. Granner & Victor W.
Rodwell:alih bahasa, Brahm U. Pendit:Ed.27:Jakarta:EGC, 2009.
Tugas Biokimia IITRANSPOR PASIFKelompok 2Dedy
Sahputra1002101010023Azrina1002101010025Jamilatun
Hidayah1002101010033Wahyu Sihombing1002101010035Latifahannisaa
G1002101010037Tesha Aprilya Putri1002101010043Muhammad Toras
1002101010049Benny Andista1002101010055Juliana
Rossa1002101010069Khollyshul Arkham A1002101010077Yulina
Rahmi1002101010087Afifuddin1002101010089Rini Gratia
Ulanda1002101010091Subhan1002101010095Rizka Anggita
Sari1002101010099Khairul Walid1002101010101Sri
Mulyani10021010110109
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWANUNIVERSITAS SYIAH KUALADARUSSALAM,
BANDA ACEH