Macam-macam Mekanisme Transpor
Membran

 

Secara umum, transpor membran
pada sel dibedakan menjadi dua, yaitu transpor aktif dan transpor pasif.

1. Transpor pasif

Transpor pasif merupakan
mekanisme pergerakan zat terlarut yang terjadi secara spontan dari konsentrasi
zat tinggi (hipertonik) ke konsentrasi zat rendah (hipotonik). Karena
perpindahan terjadi menuruni gradien konsentrasi, mekanisme transpor pasif
tidak memerlukan energi. Transpor pasif meliputi difusi, osmosis, difusi
terfasilitasi, dan transfer melalui ion channel.

Difusi

Difusi merupakan proses
perpindahan suatu zat yang terjadi secara spontan dari tekanan yang tinggi ke
arah tekanan yang lebih rendah. Tekanan difusi berkorelasi positif dengan
konsentrasi zat tersebut. Artinya, makin tinggi konsentrasi larutan, maka makin
tinggi pula tekanan difusi zat tersebut. Mekanisme difusi dapat dijelaskan pada
dua ruang bersekat dengan konsentrasi zat yang berbeda. Ketika sekat dibuka,
zat terlarut akan bergerak dari konsentrasi yang lebih tinggi menuju
konsentrasi yang lebih rendah. Saat konsentrasi di kedua ruang sama maka tidak
terjadi perpindahan zat lagi.

Kecepatan difusi dipengaruhi oleh
beberapa faktor, atara lain jarak, luas permukaan, perbedaan konsentrasi, suhu,
permeabilitas membran, dan ukuran molekul. Difusi biasanya digunakan untuk mentranspor
molekul-molekul gas. Contoh mekanisme difusi dapat ditemukan pada membran
alveolus saat terjadi pertukaran antara gas CO2 dengan O2.

Osmosis

Osmosis merupakan bagian khusus
dari difusi. Osmosis ialah pergerakan air dari daerah hipotonik ke daerah
hipertonik melewati membran semipermeabel. Di samping ini dampak peristiwa
osmosis yang terjadi pada sel ketika ditempatkan pada larutan dengan
konsentrasi berbeda. Ketika ditempatkan pada larutan hipertonik, sel hewan akan
mengalami krenasi (menciut) sedangkan sel tumbuhan mengalami plasmolisis
(lepasnya protoplasma dari dinding sel). Sementara itu di larutan hipotonik,
sel hewan akan pecah atau lisis sedangkan sel tumbuhan akan menjadi turgid.

Difusi Terfasilitasi

Difusi terfasilitasi adalah
difusi yang dibantu oleh protein-protein tertentu yang membentuk struktur
menyerupai saluran sehingga molekul bisa melintasi membran plasma. Bentuk
protein tersebut disebut sebagai protein pembawa/transporter (carrier protein).
Mekanisme ini termasuk ke dalam transpor pasif karena hanya mempercepat proses
difusi tanpa mengubah arah gradien konsentrasi.

Contoh transporter adalah
transporter glukosa yang dapat ditemukan pada plasma membran hati mamalia.
Setelah makan, kadar gula di luar sel tinggi. Glukosa akan berikatan dengan
binding site transporter. Transporter akan mengalami perubahan bentuk, membawa
molekul masuk dan melepaskannya di sitosol. Tranporter bersifat sangat
selektif, sebagai contoh transporter glukosa hanya berikatan dengan D-glukosa
saja, tidak dapat berikatan dengan L-glukosa.

Transpor Melalui Ion Channel

Transpor melalui ion channel
terjadi pada ion-ion yang sulit ditranspor secara difusi akibat muatan
listriknya. Ion channel memiliki dua sifat khusus, yaitu selektivitas ion
berdasarkan ukuran dan muatan serta memiliki gerbang (gate). Berdasarkan pemicu
membuka dan menutupnya gerbang ion channel, terdapat tiga macam ion channel,
yaitu :

Voltage gated channel, dipicu
oleh perubahan potensial membran, seperti yang dapat ditemukan pada sel saraf.

Ligand gated channel, dipicu oleh
terikatnya ligan tertentu pada ion channel. Contohnya adalah reseptor
acetylcholine nicotinic.

Stress-activated channel, dipicu
oleh gaya mekanik. Contohnya terdapat pada sel rambut auditori. Getaran suara
membuat stress-activated channel terbuka, sehingga ion bergerak menuju rambut.
Pergerakan tersebut menghasilkan sinyal listrik yang akan ditransmisikan ke
saraf auditori dan dilanjutkan ke otak.

2. Transpor Aktif

Transpor aktif merupakan
mekanisme transpor melawan gradient konsentrasi dari zat terlarut dengan
konsentrasi rendah (hipotonik) menuju konsentrasi tinggi (hipertonik) dan
membutuhkan energi. Molekul yang sulit untuk melewati membran sel umumnya
merupakan molekul hidrofilik dan/atau polar yang berinteraksi dengan ekor
bagian dalam membran sel yang bersifat hidrofobik non polar. Ukuran molekul
yang besar juga dapat menjadi faktor penghambat untuk melewati membran sel.
Terdapat tiga mekanisme transpor aktif, yaitu coupled transporter
(kotransporter), ATP driven pump, dan light-driven pump.

Coupled Transporter
(Kotransporter)

Pada mekanisme ini, salah satu
molekul bergerak menuruni gradien konsentrasi dan menyediakan energi untuk
transpor molekul lainnya. Terdapat dua tipe kotransporter yaitu symport dan
antiport. Symport memungkinkan gerakan dua molekul dalam arah yang sama,
sedangkan antiport memungkinkan gerakan dua molekul dalam arah yang berbeda.
Contoh kotransporter dapat di temukan pada epitel usus. Bagian apikal epitel
usus memiliki glukosa-Na+ symport. Sementara itu bagian basal dan lateral
memiliki transporter glukosa pasif, bentuknya adalah uniport yang hanya
memungkinkan pergerakan satu molekul.

ATP Driven Pump

Mekanisme pompa ATP terjadi
akibat perubahan pada protein membran sehingga memungkinkan molekul bisa
melewatinya untuk keluar atau masuk sel. Perubahan bentuk itu sendiri terjadi
dengan penggunaan ATP. Contoh dari pompa ATP adalah pompa Na+/K+.

Mula-mula Na+ dari dalam sel
berikatan dengan pompa ATP pada binding site yang terekspos pada bagian luar
sel, mengaktifkan pompa ATP. ATP dipecah menjadi ADP dan grup fosfat (P) yang
berikatan dengan pompa. Proses fosforilasi mengubah bentuk pompa sehingga Na+
dilepaskan keluar. Bersamaan dengan itu, binding site K+ terekpos sehingga
dapat berikatan. Pengikatan K+ ekstraseluler tersebut memicu pelepasan fosfat,
menyebabkan bentuk pompa kembali ke bentuk awal dan melepaskan K+ di dalam sel.

Light-driven Pump

Pompa ini melakukan transpor
melawan gradien konsentrasi menggunakan input energi cahaya atau foton.
Light-driven pump dapat ditemukan pada berbagai archaebacteria halofilik.
Contoh dari mekanisme ini terdapat pada protein bacteriorhodopsin yang
ditemukan pada Halobacteria.