BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangSetiap makhluk hidup, baik dari prokariota
hingga organisme multiseluler yang paling kompleks akan melakukan
pertukaran zat dengan lingkungannya pada tingkat seluler,
pertukaran zat tersebut sangat penting bagi metabolisme sel.
Membran plasma merupakan batas kehidupan, yang memisahkan sel hidup
dengan sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yan luar biasa ini
tebalnya kira-kira 8 nm. Seperti semua membran biologis, membran
plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini
memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengan lebih
mudah daripada substansi lainnya. (Campbell, dkk., 2002)Transpor
zat melalui membran plasma ini dibedakan menjadi dua, yaitu
transport zat yang memerlukan energy (transport aktif) dan
transport zat yang tidak memerlukan energi (transport pasif).
Transpor aktif meliputi proses pompa ATP, eksositosis, dan
endositosis. Adapun transport pasif meliputi proses difusi,
osmosis, dan difusi terbantu. Begitu besarnya peranan membran sel
terhadap kelangsungan hidup sel membuat orang tidak pernah puas dan
berhenti mempelajarinya. Banyak penemuan di berbagai bidang yang
berhubungan dengan struktur, komposisi, maupun sistem transpor.
Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dibahas lebih spesifik
mengenai proses transport zat melalui membran sel baik secara
transport aktif maupun transport pasif serta aplikasinya.
1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah
dijelaskan di atas, perumusan masalah dalam makalah ini adalah
sebagai berikut:1. Bagaimana proses transpor zat yang terjadi di
dalam tubuh?2. Apa saja contoh transpor zat?
1.3 TujuanTujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk :1.
Mengetahui proses transpor zat yang terjadi dalam tubuh2.
Mengetahui contoh-contoh transpor zat1.4 ManfaatAdapun manfaat dari
penyusunan makalah ini adalah dapat memperluas pengetahuan pembaca
dalam memahami proses transport zat-zat, baik secara transport
aktif maupun transport pasif melalui membran sel yang terjadi di
dalam tubuh.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1Transpor Melalui MembranMembran sel adalah komponen sel yang
sangat penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul
ataupun ion ke dalam dan ke luar sel. Organisasi molekuler membran
mengakibatkan permeabilitas selektif. Hal ini berarti membran
mengatur molekul dan ion yang bisa keluar dan masuk sel sehingga
substansi-substansi tersebut tidak dapat melintas secara
sembarangan. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul
dan ion kecil dan menolak yang lainnya.Molekul yang dapat melintasi
bilayer lipid dengan cepat adalah molekul kecil, larut dalam lipid,
hidrofobik, dan nonpolar. Molekul hidrofobik seperti hidrokarbon,
CO2, dan O2 dapat larut dalam membran dan melintasinya dengan
mudah. Molekul sangat kecil yang polar tetapi tidak bermuatan juga
dapat melewati membran dengan lebih lambat. Contohnya ialah air,
urea, gliserol, dan etanol. Bilayer lipid tidak sangat permeabel
terhadap molekul polar tak bermuatan yang lebih besar seperti
glukosa dan sukrosa. Bilayer ini relatif tidak permeabel terhadap
ion, sekalipun ion-ion kecil seperti H+, K+, dan Na+.Ada dua
mekanisme transpor berdasarkan jumlah molekul yang melintasi
membran yaitu uniport (transpor satu molekul) dan co-transport
(transpor dua molekul). Co-transport berdasarkan kedua arah molekul
yang ditranspor dibagi menjadi symport (dua molekul ditranspor
dengan arah yang sama), misalnya glukosa dan Na+, dan antiport
(kedua molekul ditranspor dengan arah berlawanan), misalnya pompa
Na-K.Transpor melalui membran berdasarkan aliran gradien
elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan transpor pasif.
Transpor pasif artinya molekul melewati membran tanpa melawan
gradien konsentrasi dan sel tidak mengeluarkan energi, misalnya air
secara osmosis dan O2 secara difusi. Ada juga mekanisme difusi yang
dipermudah dengan menggunakan protein spesifik atau sering juga
disebut transpor terfasilitasi. Sedangkan transpor aktif
membutuhkan energi karena harus melawan gradien konsentrasi,
misalnya pompa Na dan K.Transpor aktif dan pasif diperantarai oleh
protein carrier yang berikatan dengan sumber energi. Protein ini
akan mengikat senyawa yang akan ditranspor dengan adanya perubahan
pada konformasi protein. Protein carrier membantu molekul keluar
masuk sel dengan mekanisme ping-pong. Transpor ini relatif lambat
karena molekul yang masuk ditahan dulu dalam protein carrier yang
memediasi difusi kemudian baru dikeluarkan ke dalam sel.Selain
protein carrier, transpor pasif juga dapat melewati protein
channel. Protein ini tidak mengikat senyawa yang akan ditranspor,
berupa lubang hidrofilik sepanjang lipid bilayer. Transpor melalui
channel lebih cepat daripada melalui carrier.
Gambar 1 Transport molekul melalui membran
Ada beberapa manfaat transpor membran yaitu: Menjaga kestabilan
pH Menjaga konsentrasi zat dalam sel untuk aktivitas enzim
Memperoleh pasokan zat makanan, bahan energi atau zat lain Membuang
sisa metabolisme yang beracun Memasok ion yang penting untuk
kegiatan saraf dan otot
2.1.1 TransporAktifTranspor aktifadalah pergerakan atau
pemindahan yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukan
ion - ion dan molekul melalui membran sel yang bersifat parmeabel
dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di dalam sel.
Transpor aktif dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar
sel, dimana muatan listrik ini ditentukan oleh ion natrium (Na+),
ion kalium (K+), dan ion klorin (Cl-). Keluar masuknya ion Na+dan
K+diatur oleh pompa natrium - kalium. Transpor aktif dapat berhenti
jika sel didinginkan, mengalami keracunan, atau kehabisan
energi.Transpor aktif memerlukan molekul pengangkut berupa protein
integral pada membran, dimana di dalam molekul ini, terdapat situs
pengikatan. Proses transport aktif dimulai dengan pengambilan tiga
ion Na+dari dalam sel dan menempati situs pengikatan pada protein
integral. Energi diperlukan untuk mengubah bentuk protein integral
pada membran yang sebelumnya membuka kearah dalam sel menjadi
membuka kebagian luar sel. Selanjutnya, ion Na+terlepas dari situs
pengikatan dan keluar dari protein integral menuju keluar sel.
Kemudian dari luar sel, dua ion K+menempati situs pengikatan di
protein integral. Bentuk protein integral berubah, dari sebelumnya
membuka kearah luar menjadi membuka kearah dalam sel dan ion kalium
dilepaskan kedalam sel.
Gambar 2 Transpor Aktif
Energi tambahan yang digunakan dalam proses transpor aktif
berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses
respirasi. Selain itu, pada membran sel terdapat lapisan protein.
Salah satu jenis protein yang terdapat di membran sel tersebut
adalah protein transpor. Protein transpor mengenali zat tertentu
yang masuk atau keluar sel. Zat yang dipindahkan dengan cara
transpor aktif pada umumnya adalah zat yang memiliki ukuran molekul
cukup besar sehingga tidak mampu melewati membran sel. Sel
mengimbangi tekanan osmosis lingkungannya dengan cara menyerap atau
mengeluarkan molekul-molekul tertentu. Dengandemikian, terjadi
aliran air masuk atau keluar sel. Kemampuan mengimbangi tekanan
osmosis dengan transpor aktif menjadi sangat penting untuk bertahan
hidup.Pompa natrium kalium merupakan contoh transpor aktif yang
banyak ditemukan pada membran sel. Perpindahan molekul ini
menggunakan energi ATP untuk mengeluarkan natrium (Na+) keluar sel
dan bersama dengan itu memasukkan kalium (K+) ke dalam sel.
Perhatikan gambar berikut.
Gambar 3 Pompa ion Na+ dan K +
Ion Na+ dan K+ dengan transpor aktif dapat melewati membran sel.
(1) Ion Na+ terikat pada suatu tempat di protein membran. (2) Ion
Na+ tersusun dengan formasi tertentu untuk dilepaskan ke luar sel.
(3) Ion K+ dari luar diikat. (4) Hal ini merangsang membran sel
untuk kembali ke bentuk semula. (5) Ion K+ dilepaskan protein
membran dan masuk ke dalam sel.Dua jenis transpor aktif yaitu :a.
Transport aktif primer (energi dari hidrolisis ATP) yaitu transpor
yang bergantung pada potensial membran. Dalam keadaan stabil,
ekstraseluler memiliki konsentrasi Na+10 kali lebih tinggi dari
pada di dalam sel, sedangkan konsentrasi ion K+ lebih rendah di
dalam sel dari pada di luar sel. Kalau konsentrasi Na+ dalam sel
meningkat maka Na+perlu dikeluarkan, maka diperlukan ATP untuk
memompa Na+ keluar dengan cara Na+akan terikat pada sisi spesifik
pada saluran protein, sehingga menyababkan rangsangan fosforilasi
dan terjadi hidrolisis ATP, menghasilkan suatu perubahan pada
konformasi saluran protein berakibat Na+yang terikat bergerak
keluar sel dan terjadi reduksi afinitas ikatan Na+pada protein
saluran sehingga Na+terlepas. Pada waktu bersamaan, di bagian
ekstraseluler K+mengalami afinitas di bagian sisi protein saluran,
terjadi stimulus defosforilasi berakibat perubahan konformasi
saluran protein sehingga terjadi gerakan yang menyebabkan
K+bergerak ke bagain interseluler. Saluran protein memiliki tiga
tempat spesifik untuk ikatan Na+dan dua untuk K+, sehingga setiap
kali siklus transpor tiga Na+dan dua K+lewat membran sel
membutuhkan satu molekul ATP yang terhidrolisa.
Gambar 4 Transpor Aktif Primer
b. Transport aktif sekunder (energi dari gradien ion) Transpor
aktif juga memindahkan mikromolekul yang berada di daerah lumen
usus, misalnya perpindahan glukosa dan asam amino berkonsentrasi
rendah ke dalam sel usus dengan konsentrasi relatif tinggi.
Perpindahan ini tidak menggunakan ATP hasil hidrolisis tetapi
digerakkan karena perbedaan gradien Na+. Konsentrasi Na+
ekstraseluler usus lebih rendah daripada dalam sel, sehingga
terjadi perpindahan ion ke dalam sel dengan cara berikatan dengan
bagian sisi protein saluran, selanjutnya diikuti oleh glukosa yang
berikatan dengan protein saluran yang sama tetapi pada sisi yang
lain. Transpor seperti ini disebut transpor aktif sekunder.
Gambar 5 Transpor Aktif Sekunder
Adapun contoh transport aktif adalah sebagai berikut:1.
Endositosis adalah transport makromolekul dan materi yang sangat
kecil ke dalam sel dengan cara membentuk veskula baru dari membran
plasma Langkah - langkahnya pada dasarnya merupakan kebalikan dari
eksositosis.Sebagian kecil luas membran plasma terbenam kedalam
membentuk kantong. Begitu kantong ini semakin dalam, kantong ini
terjepit membentuk vesikula yang berisi materi yang didapat dari
luar selnya. Endositosis dibutuhkan untuk berbagai macam fungsi
yang penting bagi sel, karena endositosis dapat meregulasi berbagai
macam proses seperti pengambilan nutrisi, adhesi dan migrasi sel,
reseptor sinyal, masuknya patogen, neurotransmisi, presentasi
antigen, polaritas sel, mitosis, pertumbuhan dan diferensiasi, dan
masuknya obat.Endositosismerupakanproses pemasukanzat kedalam sel.
Proses ini tergolong transport aktif karena melawan kadar gradien
(dari konsentrasi rendah kekonsentrasi tinggi) dan memerlukan
energi sel. Endositosis terbagi dua, yaitu fagositosis (pemasukan
zat padat) dan pinositosis (permasukan zat cair). Contoh
endositosis adalah sel darah putih yang memakan bakteri penyakit.
Sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam suatu
vakuola makanan yang selanjutnya dicerna oleh lisosom. Endositosis
terdiri tiga jenis, yaitu : Fagositosis(pemakan seluler),berasal
dari bahasa yunaniphageinmakan dancytossel,berupa padatan yang
ukurannya lebih besar. Sel menelan suatu partikel dengan pseudopod
yang membalut disekeliling partikel tersebut dan membungkusnya di
dalam kantong berlapis-membran yang cukup besar untuk digolongkan
sebagai vakuola.Partikel itu dicerna setelah vakuola bergabung
dengan lisosom yang mengandung enzim hidrolitik. Contoh cilliata
atau organisme mikroskopik lain yang dimakan atau ditelan oleh
amoeba. Selama fagositosis mangsa menjadi tidak berdaya oleh
sekresi dari sel pemangsa (Fagositik).
Gambar 6 Proses FagositosisKeterangan gambar:1. Sebuah sel
Amoeba mendekati sel Paramaecium.2. Amoeba membentuk kaki semu
(pseudopodia) dan semakin mendekati Paramaecium.3. Amoeba mengurung
sel Paramaecium dengan kaki semu dan memasukkannya ke dalam vakuola
makanan.4. Lisosom pada Amoeba mulai bergabung (fusi) dengan
vakuola makanan untuk mengeluarkan enzim pencernaan.
Pinositosis(peminum seluler), dari bahasa yunanipineinminum
dancytossel, sel meneguk tetesan fluida ekstraseluler dalamvesikula
kecil. Karena salah satu atau seluruh zat terlarut yang larut dalam
tetesantersebut dimasukkan ke dalam sel, pinosistosis tidak
spesifik dalam substansi yang ditranspornya. Pinositosis merupakan
peristiwa masuknya sejumlah kecil medium kultur dengan membentuk
lekukan-lekukan membran sel. Peristiwa ini dapat terjadi bila
konsentrasi protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel
sesuai dengan konsentrasi di dalam sel. Proses pinositosis dapat
diamati dengan mikroskop elektron.Sel-sel yang melakukan proses
pinositosis ini antara lain sel darah putih, epitel usus, makrofag
hati, dan lain-lain. Tahapan proses pinotosis adalah sebagai
berikut.
Gambar 7 Proses PinositosisKeterangan gambar:1. Molekul-molekul
medium kultur mendekati membran sitoplasma.2. Molekul-molekul mulai
melekat (menempel) pada plasma, hal ini terjadi karena adanya
konsentrasi yang sesuai antara protein dan ion tertentu pada medium
sekeliling sel dengan di dalam sel.3. Mulai terbentuk invaginasi
pada membran sitoplasma.4. Invaginasi semakin ke dalam
sitoplasma.5. Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran
pinositik.6. Kantong mulai lepas dari membran plasma dan membentuk
gelembunggelembung kantong.7. Gelembung-gelembung kantong mulai
mempersiapkan diri untuk melakukan fragmentasi.8. Gelembung pecah
menjadi gelembung yang lebih kecil.
Endositosis yang diperantarai reseptor, yang tertanam dalam
membran adalah protein dengan tempat reseptor spesifik yang
dipaparkanke fluide ekstraseluler. Ekstraseluler yang terkait pada
reseptor disebutligan, yaitu satu istilah umum untuk setiap molekul
yang terkait khususnya pada tempat resptor moleku lain. Protein
resptor biasanya mengelompok dalam daerah membran yang disebut
lubang terlapisi, yang isi sitoplasmiknya dilapisi oleh lapisan
protein samar. Protein pelapis ini mungkin membantu memperdalam
lubang dalam membentuk vesikula. Endositosis yang diperantarai
reseptor memungkinkan sel dapat memperoleh substansi spesifik dalam
jumlah yang melimpah sekalipun substansi itu mungkin saja
konsentrasinya tidak tinggi dalam fluida seluler Misalnya, sel
manusia menggunakan proses ini untuk menyerap kolesterol dan
digunakan dalam sintesis membran dan sebagai prekursor untuk
sintesis steroid lainnya.Proses dari berbagai jenis endositosis
dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 8 Proses Endositosis
2. Eksositosismerupakan proses sel mensekresi makromolekul
dengan cara menggabungkan vesikula dengan membran plasma, vesikula
trnsport yang terlepas dari apatatus golgi dipindahkan oleh
sitoskeleton ke membran plsma. Ketika membran vesikula dan membran
plasma bertemu, molekul lipid bilayer menyusun ulang dirinya
sendiri sehingga kedua membran bergabung. Kandungan vesikula
kemudian tumpah kedalam sel. Banyak sel sekretoris menggunakan
eksositosis untuk mengirim keluar produk-produk yang dihasilkan
oleh sel sekretoris tersebut. Misalnya, sel tertentu dalam pankreas
menghasilkan hormon insulin dan menekresikannnya kedalam darah
melalui eksositosis. Contoh lain adalah neuron atau sel saraf, yang
menggunakan eksositosis untuk melepaskan sinyal kimiawi yang
merangsang sel otot. Ketika sel tumbuhan sedang membuat diding sel,
eksositois mengeluarkan karbohidrat dari vesikula golgi kebagian
luar selnya.
2.1.2 Transpor PasifTranspor pasif merupakan perpindahan zat
yang tidak memerlukan energi. Perpindahan zat ini terjadi karena
perbedaan konsentrasi antara zat atau larutan. Transpor pasif
melalui peristiwa difusi, osmosis, dan difusi terbantu.a.
DifusiDifusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat
dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang
berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua
larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi
hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai
keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi
walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Zat yang memiliki berat
molekul kecil akan lebih cepat berdifusi dibandingkan zat dengan
berat molekul besar. Oleh karena itu, zat yang paling mudah
berdifusi adalah gas. Cairan relatif lebih lambat berdifusi
dibandingkan dengan gas. Tidak seluruh molekul dapat berdifusi
masuk ke dalam sel. Membran sel terdiri atas molekul-molekul
fosfolipid dengan pori-pori ultramikroskopik yang dapat melewatkan
molekul-molekul berukuran kecil dan ion. Molekul-molekul yang dapat
melewati membran sel di antaranya adalah oksigen, karbon dioksida,
air, dan beberapa mineral yang larut dalam air. Molekul berukuran
sedang, seperti molekul gula dan asam amino, tidak dapat berdifusi
melewati membran sel. Pertukaran O2dan CO2pada proses respirasi
hewan merupakan salah satu contoh difusi. Pada prinsipnya, pada
difusi membran sel bersifat pasif. Membran sel tidak mengeluarkan
energi untuk memindahkan molekul ke luar maupun ke dalam
sel.Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi
dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan
hipertonis sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan
larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang
terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah
daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.
Gambar 9 Perpindahan air menembus membran selektif permeabel
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi, yaitu:
Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat
partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin
tinggi. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat
kecepatan difusi. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin
cepat kecepatan difusinya. Jarak. Semakin besar jarak antara dua
konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya Suhu. Semakin
tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan
lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya. Proses
difusi dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Peristiwa DifusiMekanisme 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), difusi melalui saluran yang terbentuk oleh
protein transmembran (simple difusion by channel formed), dan
difusi difasilitasi (fasilitated difusion).Difusi sederhana melalui
membran 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 channel. 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 membran.
Gambar11Mekanisme difusi. (a) Dua ruang dengan konsentrasi zat
yang berbeda. (b) Terjadi perpindahan zat setelah sekat dibuka. (c)
Konsentrasi zat telah seimbang, tidak ada perpindahan zat.
b. Difusi TerfasilitasiDifusi terfasilitasi yaitu difusi yang
difasilitasi oleh protein dan tersusun dalam bentuk saluran
(protein trans membran) dan carrier protein yang merupakan protein
pembawa.
Gambar 12 Difusi terfasilitasi
Difusi melalui protein transmembran sering digunakan oleh
sel-sel syaraf untuk perpindahan ion Na+ dan K+ serta ion-ion
seperti Cl-,Ca2+dan HCO3-. Protein pembawa (carrier protein)
memiliki permukaan spesifik untuk ion, glukosa dan asam amino
sehingga masing-masing senyawa tersebut dapat berikatan. Difusi
melalui protein pembawa dapat terjadi beberapa macam sebagai
berikut: (1)uniport, terjadi kalau protein pembawa hanya mengikat
satu macam ion, misal glukosa ekstraseluler yang relatif tinggi
maka lintasannya menggunakan cara ini, (2)kotransport,terjadi jika
protein pembawa mengikat sepasang ion. Kotransport ada dua macam
yaitu pertama,simport, jika transpor memindahkan dua macam ion
kearah yang sama, misalnya glukosa ekstraseluler dengan konsentrasi
rendah akan terikat ke sisi protein pembawa dan masuk ke dalam sel
bersama dengan Na+, kedua dengan cara antiport, jika transpor
memindahkan dua macam ion yang terikat pada protein pembawa dan
berpindah dengan arah berlawanan. Contoh antiport adalah chloride-
bicarbonate exchanger yaitu pertukaran ion Cl- dengan ion
HCO3-.
Gambar 13 Mekanisme Difusi TerfasilitasiDifusi terbantu sangat
tergantung pada suatu mekanisme transpor dari membran sel. Difusi
terbantu dapat ditemui pada kehidupan sehari-hari, misalnya pada
bakteri Escherichia coli yang diletakkan pada media laktosa.
Membran sel bakteri tersebut bersifat impermeabel sehingga tidak
dapat dilalui oleh laktosa. Setelah beberapa menit kemudian bakteri
akan membentuk enzim dari dalam sel yang disebut permease, yang
merupakan suatu protein sel. Enzim permease inilah yang akan
membuatkan jalan bagi laktosa sehingga laktosa ini dapat masuk
melalui membran sel. Difusi terbantusangat tergantung pada suatu
mekanisme transpor dari membran sel. Difusiterbantu dapat ditemui
pada kehidupan sehari-hari, misalnya pada bakteriEscherichia coli
yang diletakkan pada media laktosa. Membran sel bakteritersebut
bersifat impermeabel sehingga tidak dapat dilalui oleh
laktosa.Setelah beberapa menit kemudian bakteri akan membentuk
enzim daridalam sel yang disebut permease, yang merupakan suatu
protein sel. Enzimpermease inilah yang akan membuatkan jalan bagi
laktosa sehingga laktosaini dapat masuk melalui membran sel.
c. Difusi SederhanaDifusi sederhana melalui membran 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, membran 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 channel. 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 membran secara langsung, tetapi
memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus
membran. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter
dinamakan difusi difasilitasi.
d. OsmosisOsmosis adalah perpindahan air melalui membran
permeable selektif dari bagian yang lebih encer kebagian yang lebih
padat. Membran semi permeabel harus dapat ditembus pelarut, tapi
tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradient tekanan
sepanjang membran. Perpindahan zat terlarut dari konsentrasi rendah
ketinggi melalui membrane semi permeable. Contoh peristiwa osmosis
dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 14 Macam-macam peristiwa osmosis
Osmosis adalah salah satu cairan yang melewati membran dari
konsentrasi larutan yang rendah ke konsentrasi larutan yang
tinggi.Pada osmosis yang bergerak melalui membran semipermeabel
ialah air dari larutan hipotonis (konsentrasi air tinggi,
konsentrasi zat terlarut rendah) ke hipertonis (konsentrasi air
rendah, konsentrasi zat terlarut tinggi). Larutan, misalnya glukosa
mempunyai tekanan osmotik. Tekanan osmotik dapat diukur menggunakan
osmometer. Naiknya air pada pipa osmometer dapat dipakai untuk
menentukan sebagai tekanan osmotik.Tekanan osmotik dapat dikatakan
sebagai tekanan yang diperlukan untuk mencegah pelarut (air)
bergerak melalui membran semipermeabel . Larutan gula, garam, dan
larutan lainnya, jika dimasukkan ke dalam osmometer menunjukan
adanya tekanan osmotik. Tekanan osmotik yang terkandung pada suatu
larutan dinamakan potensial osmotik. Suatu percobaan memperlihatkan
bahwa jika sel darah merah dimasukkan ke dalam larutan yang
hipotonis, sel darah merah akan menggembung. sebaliknya, jika sel
darah merah dimasukkan ke dalam larutan hipertonis, sel darah merah
akan mengkerut (krenasi). Sementara itu, plasmolisis merupakan
dampak dari peristiwa osmosis yang terjadi pada sel tumbuhan. Jika
sel tumbuhan diletakkan di larutan garam terkonsentrasi
(hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan
turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan sel dalam
kondisi seperti ini layu. Kehilangan air lebih banyak akan
menyebabkan terjadinya plasmolisis: tekanan terus berkurang sampai
di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel,
menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membran. Akhirnya
cytorrhysis - runtuhnya seluruh dinding sel - dapat terjadi. Tidak
ada mekanisme di dalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air
secara berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi
plasmolisis dapat dibalikkan jika sel diletakkan di larutan
hipotonik. Proses sama pada sel hewan disebut krenasi. Cairan di
dalam sel hewan keluar karena peristiwa difusi.
Efek Osmosis pada Sel Hewan dan TumbuhanApakah yang terjadi jika
sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam
suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang
berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah
merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel
tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami
peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda
dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan
dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan
kemudian pecah /lisis, hal ini karena sel hewan tidak memiliki
dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan
tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari
dinding sel), sedangkan sel hewan/sel darah merah dalam larutan
hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah mengalami krenasi
sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air. (Lihat Gambar
15 dan Tabel 1).
Gambar 15 Osmosis pada sel hewan dan sel tumbuhan
Tabel 1 Efek Osmosis pada Sel Hewan dan Sel TumbuhanPembeda Sel
tumbuhanSel hewan
Larutan HipotonikTurgiditas tinggiLisis
Larutan HipertonikPlasmolisisKrenasi
Keterangan: Tekanan turgor: tekanan dari dalam vakuola kepada
membran plasma dan dinding sel karena adanya osmosis air ke dalam
vakuola. Plasmolisis: menciutnya sitoplasma ketika sel berada pada
larutan yang hipertonis. Krenasi plasmolisis: krenasi terjadi pada
hewan
Untuk memahami tentang osmosis, perhatikan Gambar 16. Gambar 16
menunjukkan proses osmosis. Air akan berpindah dari Amenuju B
melalui membran semi permeabel sehingga diperoleh hasil larutan
isotonis, yaitu konsentrasi air sama untuk dua larutan antara A dan
B,walaupun hasil akhirnya nanti volume antara A dan B berbeda.
Setelah terjadi osmosis, maka gambar prosesnya menjadi seperti
berikut.
Gambar 16 Model Percobaan Osmosis
Dari ilustrasi itu dapat disimpulkan bahwa osmosis adalah
prosesperpindahan air dari zat yang berkonsentrasi rendah
(hipotonis) ke larutanyang berkonsentrasi tinggi (hipertonis)
melalui membran semipermeabel,sehingga didapatkan larutan yang
berkonsentrasi seimbang (isotonis).Peristiwa osmosis dapat kita
temukan dalam kehidupan sehari-hariantara lain pada penyerapan air
melalui bulu-bulu akar, dan mengerutnyasel darah merah yang
dimasukkan ke dalam larutan hipertonis.
Mekanisme OsmosisPergerakan air berlangsung dari laruran yang
konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya
rendah melalui selaput selektif permeable. Larutan yang konsentrasi
zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan larutan didalam sel
dinamakan larutan hipertonis, sedangkan larutan yang konsentrasi
sama dengan larutan didalam sel disebut larutan isotonis. Jika
larutan yang terdapat diluar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih
rendah dari pada didalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.
Untuk mengukur tekanan osmosis yang terjadi pada sel dapat
menggunakan alat osmometer seperti pada gambar berikut :
Gambar 17 Osmometer
Adapun contoh Proses Difusi dan Transpor aktif dalam kehidupan
kita sehari-hari adalah :1. Pemberian gula pada cairan teh tawar.
Lambat laun cairan menjadi manis.2. Uap air dari cerek yang
berdifusi dalam udara, dimana pada masing-masing zat, kecepatan
difusi berbeda-beda.3. Bakteri Escherichia coli yang diletakkan
pada media laktosa. Membran sel bakteritersebut bersifat
impermeabel sehingga tidak dapat dilalui oleh laktosa.Setelah
beberapa menit kemudian bakteri akan membentuk enzim daridalam sel
yang disebut permease, yang merupakan suatu protein sel.
Enzimpermease inilah yang akan membuatkan jalan bagi laktosa
sehingga laktosaini dapat masuk melalui membran sel.4. Perendaman
kentang dengan air garam, menyebabkan kentang menjadi lebih asin.
5. Perendaman tebu kedalam air gula, membuat tebu jauh lebih
manis.
BAB IIIPENUTUP
3.1 Kesimpulan1. Membran sel adalah komponen sel yang sangat
penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul ataupun
ion ke dalam dan ke luar sel. Transpor melalui membran berdasarkan
aliran gradien elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan
transpor pasif.2. Transpor aktif adalah pergerakan atau pemindahan
yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukan ion - ion
dan molekul melalui membran sel yang bersifat parmeabel dengan
tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di dalam sel.3.
Jenis-jenis transpor aktif adalah transport aktif primer dan
sekunder. Contohnya adalah endositosis (pinositosis dan
fagositosis) dan eksositosis.4. Transpor pasif adalah perpindahan
zat yang tidak memerlukan energi. Perpindahan zat ini terjadi
karena perbedaan konsentrasi antara zat atau larutan.5. Adapun
contoh transpor pasif antara lain difusi, difusi sederhana, difusi
terfasilitasi, dan osmosis.1.
DAFTAR PUSTAKA
Alkatiri, S. 1996. Kajian Ringkas Biologi. Airlangga University
Press: Surabaya.Annur, H dan H.H, Santosa, 2008, Analisa Temperatur
Pada Proses Difusi Obat Dalam Membran Dengan Metode Diferensial
Parabolik Untuk Mendeteksi Sinyal Fotoakustik,Jurnal Ilmiah GIGA,
Vol. 11, No.3, Hal: 45-56.Bresnick, S. 2003. Intisari Biologi.
Hipokrates: Jakarta.Campbell, N. A. (1993). Biology, fifth edition.
Benjamin Cummings PublishingCompany, Inc., Red-wood City. Keenan,
Donald, dan Jesse. 1984. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga:
Jakarta.Kimball, J.W. 1999. Biologi Edisi Pertama. Erlangga:
Jakarta.Kustiyah, 2007, Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa
MAN Model Palangkaraya,Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang, Vol.
1, No. 1, Hal: 24-37.Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi
Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama:
Jakarta.Parjatmo,W. 1987. Biologi Umum I. Angkasa Bandung:
Bandung.Santoso, B. 2005. Biologi dan Kecakapan Hidup. Ganeca Exact
: Jakarta.Yusuf, E., T.A. Rachmanto dan R. Laksmono, 2008,
Pengolahan Air Payau Menjadi Air Bersih Dengan Menggunakan Membran
Reverse Osmosis,Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan, Vol. 1, No. 1, Hal
: 6-15.
21