Cara mekanisme transpor dalam membran sel

Membran mengatur transportasi molekul melalui berbagai cara. Ada dua kategori umum yang termasuk dalam setiap pengaturan transportasi: transpor pasif dan transpor aktif. Transpor pasif adalah pergerakan molekul menuruni gradien konsentrasi: dengan kata lain, konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Difusi air, kasus khusus, disebut “osmosis.” Tidak semua molekul dapat berdifusi melalui lapisan ganda fosfolipid. Yang bisa biasanya berupa molekul hidrofobik (mis. Oksigen), molekul nonpolar (mis. Benzena), atau molekul polar kecil yang tidak bermuatan (mis. Air).

Molekul hidrofobik dan nonpolar dapat larut melalui bilayer karena polaritas yang sama dari bilayer dan molekul itu sendiri. Molekul polar kecil yang tidak bermuatan biasanya memerlukan saluran membran untuk mendifusikan mis. Aquaporin untuk air. Molekul yang tidak melewati lapisan dengan mudah besar & tidak bermuatan, polar, atau ion. Contoh masing-masing adalah glukosa, sukrosa, dan ion hidrogen. Untuk meringkas karakteristik yang menentukan apa yang melewati atau tidak melewati membran, mereka adalah ukuran, muatan, dan polaritas.

Biasanya, molekul hidrofilik tidak akan mampu melintasi lapisan ganda fosfolipid karena perbedaan polaritas. Namun, diamati bahwa molekul hidrofilik benar-benar melewati protein membran melalui mekanisme yang berbeda dari molekul hidrofobik. Sementara molekul hidrofob berdifusi melalui membran karena polaritasnya yang serupa, molekul hidrofilik membutuhkan molekul yang disebut protein membran (integral atau periferal), yang mentransfer molekul dalam transportasi aktif dan pasif.

Beberapa contoh transpor pasif adalah difusi sederhana dan difusi terfasilitasi. Difusi sederhana adalah ketika zat terlarut bergerak dari area konsentrasi tinggi ke area konsentrasi rendah untuk membangun keseimbangan melalui protein saluran. Difusi yang difasilitasi masih bergerak dari area konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah tetapi bukannya protein saluran, itu adalah protein pembawa.

Protein pembawa ini, juga disebut permis, mempercepat laju transpor. Transpor aktif memindahkan molekul dari area konsentrasi rendah ke area konsentrasi tinggi (kebalikan dari transpor pasif). Transportasi ini menggerakkan molekul ke atas gradien konsentrasinya membutuhkan energi, biasanya dari ATP (adenosin trifosfat). Contoh umum yang digunakan untuk menjelaskan konsep ini adalah pompa natrium-kalium.

Di dalam sel manusia, biasanya ada konsentrasi tinggi natrium di luar sel dan rendahnya konsentrasi natrium di dalam sel. Sebaliknya berlaku untuk konsentrasi kalium: tinggi di dalam dan rendah di luar. Mekanisme ini dimulai dengan pengikatan ion natrium dengan protein pompa natrium-kalium dengan celahnya menutup dari lingkungan luar sel.

Pengikatan sinyal ion natrium ke sel menggunakan konversi ATP ke ADP (adenosin trifosfat). Reaksi ini akan melepaskan energi dan menambahkan gugus fosfat ke protein, memungkinkan protein untuk mengubah konformasi dan melepaskan ion natrium terikat ke lingkungan sel eksternal. Setelah pelepasan ion natrium, ion kalium dari area yang sama akan berikatan dengan protein. Ikatan ion kalium akan memberi sinyal kepada protein untuk mengubah gugus fosfat terikat menjadi fosfat anorganik yang tidak terikat dan mengubah konformasi protein untuk melepaskan ion kalium ke dalam sel. Setelah itu, ion natrium mengikat lagi dan siklus berulang.

Beberapa proses yang digerakkan oleh energi lainnya adalah endositosis dan eksositosis. Endositosis adalah ketika molekul besar diangkut ke dalam sel. Eksositosis adalah ketika molekul dikeluarkan dari sel. Contoh endositosis yang dimediasi reseptor terjadi pada eukariota. Penting bagi membran yang berbeda dalam sel untuk bergabung atau berpisah untuk melakukan fungsi tertentu seperti menelan, mengangkut, atau bahkan melepaskan molekul-molekul yang penting bagi tubuh.

Proses ini difasilitasi oleh LDL, lipoprotein densitas rendah. LDL seluler eksternal mengapung pertama berikatan dengan reseptornya, yang disebut reseptor LDL. Membran sel kemudian menelan LDL dan reseptor LDL ke dalam sel, membentuk vesikel agar tidak rusak dari lingkungan hidrofilik sel. Kompleks ini kemudian berpisah menjadi protein dan reseptor. LDL menyatu dengan lisosom, menghancurkan LDL dengan melepaskan kolesterol sebagai produk sampingan.

Contoh singkat dari eksositosis adalah sekresi insulin dalam darah, atau transpor neurotransmiter di celah persimpangan selama potensial aksi. Contoh yang lebih spesifik terletak pada transportasi vesikuler Golgi. Pada eukariota, retikulum endoplasma (RE) mengirimkan vesikel pengangkut ke badan Golgi yang dibuat dari protein. Beberapa vesikel menyatu dengan lisosom yang mengakibatkan pencernaan. Beberapa vesikel pengangkut lainnya dengan protein esensial untuk membran plasma akan berdifusi ke dalam membran karena polaritasnya yang serupa, melepaskan kandungan protein ke dalam lingkungan sel.

Konsentrasi yang berbeda berkaitan dengan lingkungan sel internal dan eksternal memiliki efek yang berbeda pada sel hewan dan sel tumbuhan. Dalam larutan hipertonik (konsentrasi zat terlarut lebih besar di luar daripada di dalam), sel akan berusaha untuk menciptakan keseimbangan dengan melepaskan kandungan airnya ke lingkungan sel eksternal.

Dengan melakukannya, konsentrasinya mungkin sama jika ada cukup air di dalam sel. Juga, sel itu akan menjadi layu. Di sel tumbuhan, hal yang sama terjadi. Namun, karena sel-sel tumbuhan memiliki dinding sel, alih-alih menjadi layu, itu adalah plasmolisis. Di sisi lain, larutan hipotonik, ketika konsentrasi terlarut lebih rendah di bagian luar daripada di dalam, sel akan menjadi lis.

Upaya untuk membangun keseimbangan terletak pada pintu masuk air ke dalam sel untuk menurunkan konsentrasi dalam sel. Dalam sel tumbuhan, ini disebut bombastis bukan lis. Pada sidenote, ini adalah preferensi normal sel tumbuhan. Dalam larutan isotonik (konsentrasi sama di kedua sisi sel), isi bersih air masuk dan keluar sel tetap sel. Ini adalah kondisi pilihan eukariota.

Di sel tumbuhan, itu disebut lembek. Protein Membran yang disebut transporter memfasilitasi perjalanan molekul melintasi membran, ada setidaknya tiga langkah yang terlibat: dinding, perubahan konformasi untuk protein, dan pelepasan. Ada dua jenis transporter: transporter pasif yang tidak menggunakan energi, dan transporter aktif yang menggunakan ATP untuk menggerakkan transportasi.

Tinggalkan Balasan