Transpor Aktif dan Pasif Membran Sel

Transpor aktif dan transpor pasif adalah suatu mekanisme yang terjadi di dalam membran sel. Dalam ilmu biologi, kedua tipe transpor tersebut dibedakan dari segi ada atau tidaknya energi yang terlibat selama proses transpor berlangsung. Membran menggunakan kemampuan transpor ini untuk mengatur lalu lintas zat, baik yang berasal dari dalam maupun dari luar sel. Nah, dua jenis transpor inilah yang akan menjadi fokus pembahasan kita dalam artikel ini. Baiklah, kita akan mulai dengan mengulas lebih jauh tentang transpor aktif.

transpor aktif dan pasif

Transpor Aktif

Apa yang dimaksud dengan transpor aktif? Istilah ini merujuk kepada salah satu aktivitas sel, tepatnya yang terjadi pada membran sel atau plasma. Transpor aktif adalah satu jenis transpor yang berfungsi untuk memasukkan atau mengeluarkan molekul-molekul dan ion melalui membran sel. Jenis transpor ini membutuhkan energi untuk menjalani prosesnya. Selain energi, transpor aktif juga membutuhkan protein membran yang berfungsi sebagai pembawa molekul saat akan melewati membran. Molekul-molekul tersebut akan dibawa untuk melawan gradien konsentrasi, dari konsentrasi yang rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi. 

Transpor aktif dibagi menjadi 3 tipe, yaitu kontranspor, pompa ion, dan endositas. Berikut ini penjelasan dari masing-masing tipe transpor tersebut.

1. Kotranspor

Kotranspor adalah transpor suatu zat yang dilakukan dengan cara mengaktifkan transpor zat lain pada saat melewati membran. Aktivitas ini sering terjadi pada sel-sel tumbuhan, yaitu pada saat selnya memompakan ion hidrogen untuk mengaktifkan transpor sukrosa ke dalam sel. Masuknya sukrosa ke dalam sel hanya akan terjadi jika bersamaan dengan ion hidrogen melalui protein membran melawan gradien konsentrasi. Lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini:

kotranspor

2. Pompa Ion

Transpor ion melewati membran plasma melawan gradien konsentrasi disebut dengan pompa ion. Sitoplasma dan lingkungan sekitar sel mempunyai perbedaan potensial listrik, yang disebut dengan potensial membran. Ibarat sebuah baterai, potensial membran ini menyediakan energi yang digunakan untuk transpor ion masuk dan keluar sel. Sebagai contoh, dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya, sel hewan memiliki konsentrasi ion natrium yang lebih rendah dan konsentrasi ion kalium yang lebih tinggi. Tugas membran sel adalah untuk mempertahankan konsentrasi ion dalam sel dengan cara memompa kalium ke dalam sel dan natrium keluar sel. Perhatikan gambar di bawah ini:

pompa ion transpor aktif

3. Endositosis dan eksositosis

Zat terlarut dan pelarut (air) yang berukuran kecil dapat keluar dan masuk ke dalam sel dengan cara menembus melalui membran lipid bilayer, atau dipompa melalui protein transpor pada membran. Sedangkan, polisakarida dan protein yang memiliki ukuran relatif lebih besar biasanya melewati membran dengan cara yang berbeda, yaitu endositas dan eksositas. 

Endositosis adalah mekanisme sel dengan cara membungkus cairan dan bahan ekstraseluler membentuk vesikula (pelekukan) ke dalam pada sebagian bagian dari membran sel. Proses endositosis memerlukan energi, olehnya itu termasuk ke dalam gerak aktif. Hal ini sering terjadi pada sel darah putih dan organisme bersel tunggal.

Baca Juga: 
Dalam memakan benda asing, membran plasma ikut berperan penting. Proses endositosis terhadap benda padat disebut dengan fagositosis, sedangkan proses endositas pada larutan disebut dengan pinositosis. Sel menelan sebuah partikel pada proses fagositosis dengan cara membelitkan pseudopodia (kaki semu) mengelilingi partikel dan dimasukkan ke dalam kantung besar dibentuk membran. Setelah kantung tersebut bergabung dengan lisosom yang mempunyai enzim hidrolitik, partikel terbungkus tersebut akan dihancurkan. Pada pinositosis, sel akan menelan tetesan cairan ekstraseluler ke dalam vesikula (kantung) berukuran kecil.

Seperti halnya dengan endositosis, eksositosis juga termasuk gerak aktif karena sama-sama membutuhkan energi. Eksositosis adalah proses pengeluaran zat dari dalam sel ke luar sel. Sekret biasanya dibungkus dalam kantung membran yang selanjutnya melebar pada membran plasma. Gambar di bawah ini memperlihatkan proses endositas dan eksositas:

Edositosis dan eksositosis

Transpor Pasif

Apa itu transpor pasif? Berbeda dengan transpor aktif yang telah diuraikan di atas, transpor pasif adalah transpor ion, molekul, dan senyawa yang tidak menggunakan energi untuk melewati membran plasma. Transpor pasif dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu osmosis dan difusi. Berikut ini penjelasan selengkapnya:

1. Osmosis

Apa itu osmosis? Osmosis adalah proses perpindahan molekul pelarut (air) melewati membrane semipermeabel dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi (gradien konsentrasi). Dengan kata lain, perpindahan pelarut ini terjadi dari larutan dengan kepekatan rendan menuju larutan yang memiliki kepekatan tinggi. 

Proses osmosis dalam sel sangat tergantung pada perbandingan konsentrasi larutan di luar dan di dalam sel. Jika konsentrasi atau kepekatan larutan di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel, artinya sel berada dalam larutan hipertonik. Sedangkan, jika konsentrasi larutan di luar sel lebih rendah daripada larutan di dalam sel, artinya sel berada dalam larutan hipotonik.

Osmosis transpor aktif

Jika keadaan hipotonik terpenuhi, air akan masuk ke dalam sel, proses ini disebut dengan endosmosis. Sementara, jika yang terjadi adalah keadaan hipertonik, maka air akan meninggalkan sel, proses ini disebut dengan eksosmosis. Terdapat keadaan dimana kepekatan di dalam dan di luar sel sama (isotonik), maka jumlah air yang ke luar dan masuk ke dalam sel akan sama. Pada sel tumbuhan, proses eksosmosis menyebabkan plasmolisis, sedangkan eksosmosis pada sel darah menyebabkan krenasi. 

- Osmosis pada Sel Hewan

Keadaan isotonik akan dipertahankan pada sel-sel hewan, yaitu suatu kondisi dengan konsentrasi atau kepekatan air di sekeliling sel sama dengan konsentrasi air di dalam sel. Contohnya, sel darah merah akan selalu stabil bentuknya jika ditempatkan pada 1% larutan garam. Namun, jika sel darah merah tersebut ditempatkan pada lingkungan hipotonik (contonya akuades), maka sel akan mengembang terus-menerus. Keadaan hipotonik  dengan kepekatan air di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel akan menyebabkan air masuk terus-menerus ke dalam sel hingga membuat sel tersebut pecah (hemolisis). Pada lingkungan hipertonik, dengan keadaan kepekatan air di luar sel lebih rendah daripada di dalam sel, menyebabkan air di dalam sel akan mengelair ke luar sel hingga sel tersebut akan mengkerut (krenasi).

- Osmosis pada sel tumbuhan

Sel tumbuhan yang mempunyai dinding selulosa yang elastis dan keras akan mempertahankan sel agar tidak pecah dan membatasi volume sel. Pada lingkungan hipotonik, sel-sel tumbuhan akan kemasukan air. Proses tersebut membuat sel tumbuhan terus membengkak sampai selulosa tidak dapat direntangkan lagi. Akan tetapi, sel tidak akan pecah, keadaan ini disebut denga turgid. 

Pada lingkungan hipertonik, seperti pada larutan garam dengan kepekatan di atas 1% akan mengakibatkan keluarnya air dari vakuola. Membran plasma akan terlepas dari dinding sel dan sitoplasma menjadi mengkerut, peristiwa ini disebut dengan plasmolisis.

2. Difusi

Difusi adalah proses perpindahan molekul-molekul zat dari larutan dengan konsentrasi atau kepekatan rendah melalui membran semipermeabel. Pada proses difusi, molekul akan bergerak melintasi membran dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi. Jika molekul pada satu sisi terkonsentrasi lebih banyak daripada sisi lainnya, maka molekul cenderung berdifusi menembus membran untuk menurunkan gradien konsentrasi. Proses difusi akan terus terjadi sampai sel mencapai tahap kesetimbangan. 

- Difusi dipermudah dengan saluran protein

Zat-zat seperti asam amino, gula, dan zat bermuatan lainnya tidak dapat berdifusi melalui membran plasma. Zat tersebut akan melewati membran plasma melalu saluran yang terbentuk dari protein. Protein-protein pembentuk saluran ini adalah protein integral. Sebagai contoh, jika konsentrasi atau kepekatan ion kalium di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel, maka ion kalium akan masuk ke dalam sel melalui saluran protein secara difusi. Perhatikan gambar di bawah ini:

Difusi dipermudah dengan saluran protein

- Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Berbeda dengan sebelumnya, proses difusi ini akan melibatkan protein pembentuk suatu saluran dan mengikat zat yang ditranspor. Protein tersebut dinamakan protein pembawa. Protein pembawa akan mengangkut molekul polar, seperti asam amino dan glukosa. Perhatikan gambar di bawah ini:

Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Untuk membantu Anda memahami peristiwa transpor aktif dan transpor pasif pada sel, berikut ini kami tampilkan video pembelajaran yang berhubungan dengan materi ini:


Demikianlah penjelasan tentang Transpor Aktif dan Pasif Membran Sel, semoga bermanfaat.


EmoticonEmoticon