Proses transpor aktif dan pasif, pengertian, ciri, jenis

Transpor sel aktif dan pasif adalah perpindahan zat terlarut dari satu sisi membran sel ke sisi lainnya. Transport bersifat pasif jika tidak memerlukan sumber energi metabolik seperti ATP, sedangkan transpor aktif jika menggunakan ATP sebagai sumber energi.

Membran sel terutama terdiri dari lapisan ganda lipid yang menyulitkan jenis zat tertentu untuk melewatinya. Fungsi penghalang ini memungkinkan sel untuk mempertahankan konsentrasi zat terlarut dalam sitosol yang berbeda dari lingkungan ekstraseluler atau kompartemen intraseluler.

Pengertian Transpor aktif

Transpor aktif adalah gerakan molekul melintasi membran sel ke arah melawan gradien konsentrasi mereka, yaitu bergerak dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Transpor aktif biasanya berhubungan dengan akumulasi konsentrasi tinggi molekul yang dibutuhan sel, seperti ion, glukosa dan asam amino.

Jika proses menggunakan energi kimia, seperti dari adenosin trifosfat (ATP), itu disebut transpor aktif primer. Transpor aktif sekunder melibatkan penggunaan gradien elektrokimia. Transpor aktif menggunakan energi sel, seperti transportasi pasif, yang tidak menggunakan energi sel.

Transpor aktif adalah contoh yang baik dari proses dari sel yang membutuhkan energi. Contoh transpor aktif termasuk penyerapan glukosa di usus pada manusia dan penyerapan ion mineral ke dalam sel-sel rambut akar tanaman. Transpor pasif adalah gerakan biokimia dan zat atom atau molekul lain pada membran sel. Tidak seperti transpor aktif, tidak memerlukan masukan energi kimia, yang didorong oleh pertumbuhan entropi sistem.

Pengertian Transpor pasif

Transpor pasif adalah proses yang memungkinkan lewatnya molekul dan ion melalui membran sel tanpa sumber energi.

Gradien konsentrasi atau perbedaan konsentrasi suatu spesies antara kedua sisi membran adalah impuls yang menentukan pergerakan dan arah transpor pasif.

Ketika zat terlarut bermuatan (positif atau negatif), perbedaan potensial antara dua sisi membran (potensial membran) juga dapat mendorong transpor. Dalam hal ini, gradien konsentrasi dan gradien listrik digabungkan membentuk gaya penggerak gradien elektrokimia.

Dengan menghasilkan perbedaan dalam konsentrasi ionik di seluruh lapisan lipid, membran sel dapat menyimpan energi potensial dalam bentuk gradien elektrokimia. Gradien elektrokimia digunakan untuk:

  • mendorong berbagai proses transportasi,
  • memancarkan sinyal listrik dalam sel yang bertegangan listrik dan
  • memproduksi sebagian besar ATP di mitokondria, kloroplas, dan bakteri.

Tingkat transpor pasif tergantung pada permeabilitas membran sel, yang, pada gilirannya, tergantung pada organisasi dan karakteristik membran lipid dan protein. Empat jenis utama transportasi pasif adalah difusi, difusi difasilitasi, filtrasi dan osmosis.

Istilah-istilah berikut ini digunakan unuk menggambarkan pergerakan zat ke dalam, keluar, dan di antara sel:

    • Pergerakan zat dapat terjadi melewati membran permeabel selektif (seperti membran plasma). Membran permeabel selektif hanya melewatkan zat-zat tertentu saja.
    • Zat, yang gerakannya sedang dijelaskan, mungkin berupa air (pelarut) atau zat yang dapat larut dalam air (zat terlarut).
  • Pergerakan zat dapat terjadi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah (menuruni landaian konsentrasi) atau arah yang berlawanan (menaiki atau melawan landaian konsentrasi).
  • Konsentrasi-konsentrasi larutan beragam. Larutan dapat bersifat hipertonik (mempunyai konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi), hipotonik (mempunyai konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah) atau isotonik (mempunyai konsentrasi zat-zat terlarutnya sama) dibandingkan dengan daerah-daerah lain.
  • Pergerakan zat dapat bersifat aktif atau pasif. Pergerakan aktif biasanya melawan landaian konsentrasi dan membutuhkan pelepasan energi.

    Contoh transpor aktif primer, di mana energi dari hidrolisis ATP secara langsung digabungkan dengan gerakan suatu zat tertentu melintasi membran independen
    Contoh transpor aktif primer, di mana energi dari hidrolisis ATP secara langsung digabungkan dengan gerakan suatu zat tertentu melintasi membran independen. en.wikipedia.org
Difusi adalah contoh transpor pasif
Difusi adalah contoh transpor pasif. en.wikipedia.org

Proses transpor pasif

Transport pasif menggambarkan pergerakan zat menuruni landaian konsentrasi dan tidak membutuhkan konsumsi energi.

  • Aliran besar (bulk flow) adalah pergerakan kolektif zat ke arah yang sama sebagai tanggapan terhadap suatu gaya, seperti tekanan. Darah yang mengalir melewati pembuluh darah adalah salah satu contoh aliran besar.
  • Difusi sederhana atau difusi adalah pergerakan bersih zat dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke daerah yang berkonsentrasi rendah. Pergerakan ini terjadi sebagai akibat dari sifat-sifat gerakan semua molekul (atom atau ion) yang acak dan terus-menerus, dan bebas dari gerakan molekul yang lain. Karena pada suatu waktu, beberapa molekul dapat bergerak melawan landaian konsentrasi dan beberapa molekul lain bergerak menuruni landaian konsentrasi (ingat bahwa gerakan ini acak), kata “bersih” digunakan untuk untuk menunjukkan hasil akhir gerakan secara keseluruhan. Jika terdapat perbedaan konsentrasi, maka molekul (yang selalu bergerak) lama-kelamaan akan disebarkan secara merata (mencapai titik keseimbangan).
  • Osmosis adalah difusi molekul air melewati membran permeabel selektif. Ketika air memasuki suatu badan melalui osmosis, tekanan hidrostatik (tekanan osmosis) dapat menumpuk di dalam badan itu.
  • Dialisis adalah difusi zat terlarut melewati membran permeabel selektif.
  • Difusi dipermudah adalah difusi zat terlarut melalui protein saluran dalam membran plasma. Perhatikan bahwa air dapat melewati membran plasma dengan bebas tanpa bantuan protein-protein tertentu.

Ciri-ciri transpor pasif

  • Pergerakan zat terlarut mengikuti gradien konsentrasi, dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.
  • Itu tergantung pada gradien konsentrasi, ukuran partikel dan suhu.
  • Ion dan molekul kecil dimobilisasi.
  • Itu tidak membutuhkan hidrolisis ATP.
  • Ini dimediasi oleh protein transmembran, saluran dan transporter, dalam difusi yang difasilitasi.

Jenis transportasi pasif

Molekul dan ion dapat melewati membran secara pasif melalui mekanisme yang berbeda: difusi sederhana, difusi terfasilitasi atau osmosis.

Difusi sederhana.

Molekul non-polar kecil seperti oksigen O2 dan karbon dioksida CO2 mudah larut dalam membran lipid. Molekul polar kecil yang tidak bermuatan seperti air H2O dan urea juga berdifusi melalui membran secara lambat atau terbatas. Secara umum, molekul lipofilik atau yang berhubungan dengan lemak dapat melintasi membran melalui difusi sederhana.

Difusi difasilitasi.

Sel mengembangkan mekanisme untuk transfer molekul dan ion yang larut dalam air melintasi membran. Melalui protein transmembran khusus (mereka melintasi membran) ion dan molekul diangkut. Karena difusi dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah terjadi dengan bantuan “lorong”, kita berbicara tentang difusi yang difasilitasi. Jadi:

  • nutrisi penting masuk ke dalam sel;
  • menghilangkan produk sisa metabolisme, dan
  • mengatur konsentrasi ion intraseluler.

Dua kelas utama protein membran yang memfasilitasi pergerakan molekul masuk dan keluar melintasi membran lipid adalah:

  • transporter: adalah protein yang memiliki bagian yang bergerak, seperti pintu membran yang membuka dan menutup yang memungkinkan zat terlarut lewat. Mereka seperti pintu putar di dalam membran.
  • saluran: mereka membentuk pori-pori hidrofilik sempit yang memungkinkan gerakan pasif, terutama ion anorganik kecil. Meskipun air dapat berdifusi melalui membran lipid, semua sel mengandung saluran protein yang disebut aquaporin yang meningkatkan permeabilitas membran ini ke air.

Osmosis.

Osmosis adalah pergerakan air melalui membran semi permeabel, bila pada satu sisi terdapat zat terlarut yang tidak dapat melewati membran tersebut. Pada osmosis, hanya gerakan air yang terjadi.

Proses transpor aktif

Transport aktif adalah gerakan zat terlarut melawan landaian konsentrasi dan membutuhkan pelepasan energi (biasanya ATP). Transport aktif biasanya dicapai melalui satu dari dua mekanisme berikut ini:

  • Protein transport dalam membran plasma memindahkan zat terlarut seperti ion-ion kecil (Na+, K+, Cl-,H+), asam amino, dan monosakarida.
  • Vesikula atau badan-badan lain dalam sitoplasma memindahkan molekul-molekul makro atau partikel-partikel besar melewati membran plasma. Jenis-jenis transport vesikula meliputi:

Eksositosis, menggambarkan proses vesikula bergabung dengan membran plasma dan melepaskan isinya ke bagian luar sel. Proses ini umum terjadi ketika sel menghasilkan zat untuk dibawa keluar sel.

Endositosis, menggambarkan penangkapan zat di luar sel ketika membran plasma bergabung untuk menelannya. Zat tersebut secara berurutan memasuki sitoplasma yang terbungkus di dalam vesikula. Ada tiga macam endositosis:

  1. Fagositosis (“sel makan”) terjadi ketika material yang tidak bisa larut memasuki sel. Membran plasma menelan material padat, membentuk vesikula fagosit.
  2. Pinositosis (“sel minum”) terjadi ketika membran sel menekuk ke dalam membentuk terowongan yang memungkinkan zat terlarut memasuki sel. Ketika terowongan ini menutup, cairan tersebut berputar-putar di dalam vesikula pinositik.
  3. Endositosis yang diperanatarai reseptor (receptor-mediated endocytosis) terjadi ketika molekul tertentu di dalam cairan sekitar sel terikat pada reseptor tertentu di dalam membran plasma. Seperti pada pinositosis, membran plasma menekuk ke dalam dan diikuti pembentukan vesikula. Hormon tertentu mampu memilih sasaran sel tertentu dengan endositosis yang diperantarai reseptor.

Ciri-ciri transpor aktif

  • Itu dibuat melalui protein membran integral.
  • Ini khusus untuk zat terlarut.
  • Ini mengalami kejenuhan, yaitu, ketika semua situs pengikatan zat terlarut ditempati, tidak peduli berapa banyak substrat yang ditambahkan, aliran tetap konstan.

Jenis protein transpor aktif

Dalam sel, setidaknya tiga jenis protein dijelaskan dengan kapasitas untuk melakukan transpor aktif. Uraiannya berikut.

Pompa ATP.

Pompa ATP melakukan transpor zat terlarut yang digabungkan dengan hidrolisis ATP, yaitu ATP melepaskan gugus fosfat (PO4-3) dan menjadi ADP. Energi yang dilepaskan dalam hidrolisis inilah yang “memompa” zat terlarut dari satu sisi membran ke sisi lain.

Transpor aktif yang digerakkan oleh hidrolisis ATP juga dikenal sebagai transpor aktif primer.

Ada tiga jenis pompa ATP:

  • Pompa tipe-P: protein difosforilasi (gugus fosfat terikat pada protein) dalam proses pengangkutan. Contoh: pompa natrium-kalium, pompa kalsium.
  • Pompa tipe-F: juga disebut sintetase ATP karena mereka menggunakan gradien proton untuk mensintesis ATP dari ADP dan fosfat. Contoh: sintetase ATP kloroplas yang terkait dengan fase fotosintesis bergantung cahaya.
  • Pengangkut ABC: mereka adalah protein membran yang mengangkut molekul kecil. Contoh: transporter kolesterol ABCG1, transporter MDR (multidrug resistance).

Transporter.

Pengangkutan ion atau molekul bersamaan dengan zat terlarut lain. Dalam hal ini, zat terlarut dalam konsentrasi yang lebih tinggi di satu sisi membran melewati sisi lain dan mendorong pergerakan zat terlarut dari konsentrasi yang lebih rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi. Transporter gradien ion juga disebut transpor aktif sekunder.

Ini dilakukan oleh protein pembawa yang dikenal sebagai symporter dan anti-carrier. Simporter atau kotransporter mengangkut zat terlarut mengikuti gradien konsentrasinya ke arah yang sama seperti zat terlarut lainnya terhadap gradien konsentrasi.

Misalnya, pengangkut glukosa yang bergantung pada natrium dari usus kecil. Dalam hal ini, glukosa dan natrium dari dalam usus diserap ke dalam sel usus.

Sel-sel epitel usus atau ginjal memiliki sejumlah besar symporters yang digerakkan oleh gradien ion Na + natrium, lebih terkonsentrasi di luar sel.

Pada bakteri, transpor laktosa digabungkan dengan transpor ion hidrogen H +.

  • Anti-pembawa atau penukar melakukan transfer zat terlarut ke arah yang berlawanan. Misalnya, natrium / proton Na + / H + anticarrier sodium memasuki sel dan proton keluar dari sel.
  • Pompa yang diaktifkan ringan

Didominasi oleh bakteri dan archaea, pengangkutan zat terlarut ini berlangsung dari konsentrasi yang lebih rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi berkat penangkapan energi cahaya. Misalnya, bakteriorhodopsin dan halorhodopsin adalah pompa proton yang diaktifkan oleh cahaya.

Perbedaan transpor aktif dan pasif

Transportasi pasif Transportasi aktif
Definisi Transfer zat terlarut melintasi membran lipid tanpa energi. Transfer zat terlarut melalui membran lipid yang terkait dengan sumber energi.
Gradien konsentrasi Mendukung. Melawan.
Protein membran Saluran dan transporter. transporter atau pompa.
Penggerak Gradien elektrokimia. ATP.
Contoh Transportasi air melalui aquaporina. Transpor ion natrium Na + oleh natrium-kalium ATP-ase.

 

Related Posts