Apakah perlu untuk memindahkan sesuatu yang sangat berat? Jika Anda melakukannya, itu akan mengambil banyak energi. Kadang-kadang, memindahkan barang ke dalam atau keluar dari sel juga membutuhkan energi. Bagaimana sel menggerakan sesuatu melawan gradien konsentrasi? Dimulai dengan menggunakan energi.
Transportasi aktif
Berbeda dengan difusi difasilitasi yang tidak memerlukan energi dan membawa molekul atau ion menuruni gradien konsentrasi, transport aktif memompa molekul dan ion melawan gradien konsentrasi. Kadang-kadang suatu organisme perlu untuk mengangkut sesuatu melawan gradien konsentrasi, seperti ion tertentu, atau glukosa dan asam amino. Satu-satunya cara ini bisa dilakukan adalah melalui transpor aktif yang menggunakan protein transpor dan energi yang dihasilkan oleh respirasi selular (ATP) atau melalui gradien elektrokimia.
Pada transpor aktif, partikel bergerak melintasi membran sel dari konsentrasi rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi. Transpor aktif adalah proses yang memerlukan energi untuk memompa molekul dan ion melintasi membran “menanjak” melawan gradien. Transpor aktif memindahkan molekul kecil atau ion melintasi membran sel umumnya dilakukan oleh protein transpor yang ditemukan pada membran. Protein transportasi ini memiliki daerah reseptor yang mengikat molekul tertentu dan mengangkut mereka ke dalam sel. Molekul yang lebih besar seperti pati juga dapat secara aktif diangkut melintasi membran sel dengan proses transportasi vesikular.
Selama transpor aktif, protein membran integral khusus mengenali substansi dan memungkinkan akses. Pada dasarnya proses ini memaksa ion atau molekul melintasi membran ketika biasanya itu tidak akan terjadi. Perpindahan zat melawan gradien konsentrasinya dikenal sebagai transpor aktif primer, dan protein yang terlibat di dalamnya sebagai “pompa”. Proses ini menggunakan energi dari ATP. Dalam transpor aktif sekunder, energi dari gradien elektrokimia digunakan untuk mengangkut zat. Proses ini melibatkan protein pembentuk pori yang membentuk saluran melalui membran sel.
Transportasi Aktif Primer
Transpor aktif primer melibatkan protein membran integral dan energi dari ATP untuk mengangkut molekul melintasi membran. Jenis transportasi ini terutama dilakukan oleh ATPase. ATPase adalah kelas enzim yang mengkatalisis defosforilasi adenosin trifosfat menjadi adenosin difosfat (ADP) dan ion fosfat bebas. Reaksi ini melepaskan energi yang digunakan untuk menggerakkan reaksi kimia lainnya yang tidak akan dinyatakan terjadi.
Salah Satu ATPase yang diperlukan untuk semua kehidupan adalah pompa natrium-kalium, yang membantu untuk menjaga potensial sel. Pompa ini akan dibahas dalam Transportasi Aktif lanjutan. Sumber energi lainnya untuk transpor aktif primer adalah energi redoks dan energi foton (energi cahaya). Energi redoks digunakan dalam rantai transpor elektron mitokondria selama respirasi seluler. Dalam transportasi ini, energi reduksi NADH digunakan untuk memindahkan proton melintasi membran mitokondria bagian dalam melawan gradien konsentrasi mereka. Contoh transpor aktif primer menggunakan energi foton terjadi selama fotosintesis. Selama fotosintesis, protein menggunakan energi foton untuk membuat gradien proton melintasi membran tilakoid kloroplas. Energi yang digunakan untuk memompa ion H + ke dalam tilakoid tersebut.
Transportasi Aktif Sekunder
Dalam transpor aktif sekunder, yang juga dikenal sebagai kotranspor, energi yang digunakan untuk mengangkut molekul melintasi membran. Namun, berbeda dengan transpor aktif primer, tidak ada penghubung langsung ATP. Sebaliknya, perbedaan potensial elektrokimia dibuat dengan memompa ion keluar dari sel yang digunakan. Proses ini disebut kotranspor karena salah satu protein pembawa memediasi transportasi dari kedua zat. Dua bentuk utama dari hal ini adalah antiport dan symport.
Antiport dan Simport
Perbedaan antara kedua jenis kotranspor tergantung pada arah transportasi molekul. Sebuah sistem di mana satu zat bergerak dalam satu arah sementara cotransporting zat lain ke arah lain disebut antiport. Simport adalah transportasi dari dua substrat dalam arah yang sama melintasi membran. Protein yang terlibat dalam transportasi ini adalah symporter. Protein terlibat dalam antiport adalah antiporter.
Energi untuk proses ini berasal dari gradien elektrokimia. Dalam gradien seperti itu, salah satu dari dua zat diangkut ke arah gradien konsentrasi mereka, dan energi yang berasal digunakan untuk mengangkut bahan kedua melawan gradien konsentrasinya. Dengan demikian, energi yang tersimpan dalam gradien elektrokimia dari ion digunakan untuk mendorong transportasi zat terlarut lain terhadap konsentrasi atau gradien elektrokimia. Dalam antiport, satu zat bergerak sepanjang gradien elektrokimia, yang memungkinkan zat yang berbeda untuk bergerak melawan gradien elektrokimia sendiri. Gerakan ini berbeda dengan transpor aktif primer, di mana semua zat terlarut yang bergerak melawan gradien konsentrasi mereka, didorong oleh ATP. Dalam simport, satu zat bergerak ke bawah gradien elektrokimia, yang memungkinkan molekul lain untuk bergerak melawan gradien konsentrasi. Satu zat bergerak dengan difusi difasilitasi, yang digabungkan dengan transpor aktif zat lainnya.
Kosa kata
- transport aktif: Transportasi molekul dan ion melintasi membran melawan gradien konsentrasi; membutuhkan energi.
- antiport: Proses transpor aktif sekunder mengangkut dua atau lebih molekul yang berbeda atau ion melintasi membran fosfolipid dalam arah yang berlawanan.
- antiporter: Sebuah protein membran integral terlibat dalam transpor aktif sekunder; mengangkut dua atau lebih molekul yang berbeda atau ion melintasi membran fosfolipid dalam arah yang berlawanan.
- ATPase: Sebuah kelas enzim yang mengkatalisis dekomposisi adenosin trifosfat (ATP) menjadi adenosin difosfat (ADP) dan ion fosfat bebas.
- kotranspor: Transportasi simultan atau berurutan lebih dari satu molekul atau ion melintasi membran biologis; juga dikenal sebagai transpor aktif sekunder.
- gradien elektrokimia: Perbedaan melintasi membran karena kedua kekuatan kimia dan kekuatan listrik; mengarahkan pergerakan ion melintasi membran.
- transpor aktif primer: transport aktif di mana zat terlarut yang bergerak melawan gradien konsentrasi mereka; didorong oleh ATP.
- energi redoks: Energi yang baik disimpan atau dikeluarkan oleh reaksi redoks.
- transpor aktif sekunder: transport aktif di mana salah satu langkah substansi bersama gradien elektrokimia, yang memungkinkan zat yang berbeda untuk bergerak melawan gradien elektrokimia sendiri; juga dikenal sebagai kotranspor.
- simport: Proses transpor aktif sekunder mengangkut dua atau lebih molekul yang berbeda atau ion melintasi membran fosfolipid dalam arah yang sama.
- simporter: Sebuah protein membran integral terlibat dalam transpor aktif sekunder; mengangkut dua atau lebih molekul yang berbeda atau ion melintasi membran fosfolipid dalam arah yang sama.
Ringkasan
Transpor aktif menggerakan molekul melintasi membran sel dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi. Transpor aktif memerlukan penggunaan energi. Transpor aktif memindahkan molekul kecil atau ion melintasi membran sel umumnya dilakukan oleh protein transpor yang ditemukan pada membran. Selama antiport dan simport dua zat adalah kotransported.
Transpor aktif adalah semacam pengangkutan dimana ion atau molekul bergerak melawan gradien konsentrasi, yang berarti gerakan dalam arah yang berlawanan dari difusi – atau – gerakan dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, proses Transpor aktif akan membutuhkan pengeluaran energi, dan bantuan dari jenis protein yang disebut protein pembawa.
Gerakan zat melintasi membran dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi yang lebih tinggi terhadap gradien konsentrasi, menggunakan energi. Energi ini dipasok melalui respirasi menggunakan ATP. Mitokondria (organel sel dalam sitoplasma) mengendalikan pelepasan energi. Racun pernapasan memblokir pelepasan energi, sehingga mereka dapat mencegah transpor aktif.
