Tag: Difusi

Difusi, proses yang dihasilkan dari gerakan acak molekul yang dengannya ada aliran netto materi dari daerah konsentrasi tinggi ke wilayah konsentrasi rendah. Contoh yang dikenal adalah parfum bunga yang dengan cepat menembus udara ruangan yang tenang.

Konduksi panas dalam cairan melibatkan energi panas yang diangkut, atau disebarkan, dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Pengoperasian reaktor nuklir melibatkan difusi neutron melalui media yang menyebabkan hamburan yang jarang tetapi hanya penyerapan yang jarang dari neutron.

Laju aliran zat difusi ditemukan sebanding dengan gradien konsentrasi. Jika j adalah jumlah zat yang melewati permukaan referensi dari satuan luas per satuan waktu, jika koordinat x tegak lurus terhadap bidang referensi ini, jika c adalah konsentrasi zat, dan jika konstanta proporsionalitasnya adalah D, maka j = -D (dc / dx); dc / dx adalah tingkat perubahan konsentrasi dalam arah x, dan tanda minus menunjukkan aliran dari konsentrasi yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. D disebut difusivitas dan mengatur laju difusi.

Koenzim adalah senyawa organik non-protein yang berikatan dengan enzim untuk mengkatalisasi suatu reaksi. Koenzim sering secara luas disebut kofaktor, tetapi mereka secara kimia berbeda. Contoh koenzim: NAD + dan NADP +, Koenzim A, Menaquinone.

Pengertian Koenzim

Koenzim adalah kokatalis yang dikonversi menjadi produk baru bersamaan dengan setiap pergantian substrat.

Semua vitamin yang larut dalam air dan dua vitamin yang larut dalam lemak, A dan K, berfungsi sebagai kofaktor atau koenzim. Koenzim berpartisipasi dalam berbagai reaksi biokimiawi yang melibatkan pelepasan energi atau katabolisme, serta reaksi anabolik yang menyertainya.

Bentuk koenzim aktif tiamin, vitamin B1, adalah tiamin pirofosfat (TPP). TPP terlibat dalam dekarboksilasi oksidatif dan reaksi transketolase. Contohnya adalah dekarboksilasi (penghilangan —COO−−) dari tiga karbon piruvat menjadi dua-karbon asetil koenzim A (CoA), sebuah langkah penting dalam pemecahan karbohidrat.

Pengertian Koenzim ialah sebuah zat yang bekerja dengan enzim untuk memulai atau membantu fungsi enzim. Koenzim ini tidak bisa berfungsi sendiri dan membutuhkan kehadiran enzim. Sebuah non-protein organik yang memainkan peran penting dalam beberapa reaksi yang dikatalisis oleh enzim itu sendiri.

Koenzim adalah ko-faktor  yang berupa molekul organik kecil yang merupakan bagian enzim yang tahan panas, mengandung ribose dan fosfat,  larut dalam air dan bisa bersatu dengan apoenzim membentuk holoenzim.

Koenzim yang membentuk ikatan sangat erat baik secara kovalen maupun non kovalen dengan apoenzim di sebut gugus prostetik.  Koenzim memiliki fungsi aktif sebagai katalisator yang dapat meningkatkan kemampuan katalitik suatu enzim.

Selain itu koenzim juga berfungsi untuk menentukan sifat dari suatu reaksi dan dapat bertindak sebagai transpor elektron dari satu enzim ke enzim yang lain. Contoh koenzim adalah NADH, NADP dan adenosin trifosfat.

Koenzim merupakan komponen penting dari enzim yang diperlukan untuk setiap reaksi metabolisme dalam tubuh kita. Koenzim sering di identikan sebagai vitamin karena banyak koenzim ditemukan dalam bentuk derivat vitamin B seperti Niacin, Tiamin, Riboflavin, dl.

Koenzim berikatan dengan enzim membentuk holoenzim. Koenzim juga membentuk molekul lain dalam sel yang menjadi sumber energi Sel. Energi sell dibutuhkan molekul-molekul sel untuk melakukan fungsi-fungsi khusus.

Contoh dari salah satu fungsi koenzim bagi tubuh adalah retensi memori. Tanpa koenzim, tubuh manusia tidak bekerja dan semua proses sel berhenti.

Klasififikasi Koenzim

  • Diklasifikasikan menjadi 2 tipe berdasarkan interaksi dengan apoenzim yaitu kosubstrat dan gugus prostetik.
  • Kosubstrat adalah substrat pada enzim yang mengkatalisis reaksi dengan cara mengubah jalan reaksi dan mendisosiasi sisi aktif. Struktur awal dari kosubstrat diregenerasi oleh reaksi lanjutan yang dikatalisis oleh enzim lain. Kosbstrat dapat didaur ulang berkali-kali didalam sel, tidak seperti substrat biasa yang produknya secara khas mengalam perubahan lebih lanjut. Kumparan kosubstrat gugus metabolit aktif berbeda dengan enzim yang mengkatalisis reaksi.
  • Gugus prostetik terikat pada enzim selama jalannya reaksi, pada beberapa hal gugus prostetik terikat secara kovalen pada apoenzim yang pada kasus lain gugus prostetik terikat kuat pada sisi aktif dengan interaksi lemah. Seperti residu asam amino ionik pada sisi aktif , gugus prostetik akan kembali pada bentuk asalnya.
  • Kosubstrat dan gugus prostetik merupakan bagian dari sisi aktif yang tdak terdapat pada rantai samping residu asam amino.
  • Prokariot, protista, fungi, dan tumbuhan dapat mensintesis sendiri koenzim dari prekursor sedangkan mamalia membutuhkan sumber koenzim untuk bertahan hidup yang disuplai dari nutrisi (biasanya dalam jumlah kecil) yang disebut vitamin.
  • Sumber utama vitamin dari tumbuhan dan organisme meskipun binatang karnivora dapat memenuhi vitamin dari daging. Sebagian besar vitamin akan diubah secara enzimatik menjadi koenzim koresponden
  • Penyakit karena kekurangan nutrisi dapat terjadi saat vitamin sedikit atau tidak ada pada makanan seekor hewan namun dapat diatasi dan dicegah dengan mengkonsumsi vitamin yang tepat. Pemulihan dari penyakit tersebut telah digunakan untuk menguji potensi ekstrak selama isolasi vitamin.
  • Sebagian besar vitamin akan dikonversi menjadi koenzim setelah bereaksi dengan ATP. Banyaknya molekul ATP yang ditransfer pada vitamin merupakan gugus yang mengikat koenzim pada sisi aktif enzim.
  • Kata vitamin diciptakan oleh Casimir Funk pada tahun 1912 untuk mendeskripsikan “vital amin” dari sekam beras yang menyembuhkan penyakit beri-beri (penyakit kekurangan nutrisi yang berakibaat pada kemunduran syaraf). Beri-beri pertama kali ditemukan pada burung. Substansi anti beri-beri (tiamin) dikenal sebagai vitamin B1.
  • Dua klasifikasi vitamin: vitamin larut air (seperti vitamin B) dan vitamin larut lemak (vitamin lemak). Vitamin larut air dibutuhkan tiap harinya dalam jumlah yang sedikit karena vitamin ini dieksresi dengan cepat pada urin dan penyimpanan selular dan koenzimnya tidak stabil. Vitamin larut lemak seperti vitamin A, D, E, K disimpan oleh hewan dan kelebihan asupan vitamin dapat berakibat toksik yang disebut hiperavitaminosis.

Fungsi Koenzim

Koenzim adalah senyawa organik, terikat pada enzim untuk membuat enzim aktif secara katalitik, tetapi hubungan mereka dengan enzim hanya bersifat sementara, biasanya terjadi selama proses katalisis. Koenzim berfungsi sebagai kofaktor dalam sejumlah reaksi yang dikatalisis enzim yang berbeda.

Komponen kimia penting dari banyak koenzim adalah vitamin, mis., Koenzim nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan NADP mengandung vitamin niacin; flavin adenine dinucleotide (FAD) berasal dari vitamin riboflavin.

Koenzim berfungsi sebagai pembawa sementara produk setengah reaksi. Koenzim biasanya berpartisipasi dalam interaksi substrat-enzim dengan menyumbang atau menerima gugus kimia tertentu.

Koenzim selalu mendapatkan kembali bentuk aslinya meskipun mungkin telah diubah selama reaksi. Banyak vitamin yang merupakan precursor dari koenzim. contohnya saja seperti: vitamin B yang berfungsi sebagai koenzim penting bagi enzim untuk membentuk lemak, karbohidrat dan protein.

Koenzim merupakan salah satu dari sejumlah senyawa organik bebas yang menyebar yang memiliki fungsi sebagai kofaktor dengan enzim dalam meningkatkan berbagai reaksi metabolisme. Koenzim berpartisipasi dalam katalisis yang dimediasi enzim stoikiometri, dimodifikasi selama reaksi dan mungkin memerlukan reaksi yang dikatalisasi enzim lain untuk mengembalikan mereka ke keadaan aslinya.

Contohnya termasuk nikotinamida adenin dinukleotida (NAD) yang menerima hydrogen dan memberikan itu dalam reaksi lain dan ATP, yang memberikan kelompok-kelompok fosfat sementara mentransfer energi kimia dan mengambil kembali fosfat dalam reaksi lain. Sebagian besar vitamin B (lihat vitamin B kompleks) merupakan koenzim dan sangat penting dalam memfasilitasi transfer atom atau kelompok atom antara molekul dama pembentukan karbohidrat, lemak dan protein.

Perbedaan Koenzim Dan Kofaktor

Koenzim

Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen yang disebut apoenzim yang berupa protein dan gugus protetik berupa non protein.Gugus prostetik dibedakan menjadi koenzim dan kofaktor.

Gugus koenzim tersusun dari senyawa organik nonprotein yang tidak melekat erat pada bagian protein enzim. Fungsi koenzim adalah membantu proses katalisis oleh enzim maupun penyusunan struktural yang penting. Koenzim digunakan untuk memantapkan ikatan antara substrat pada enzim atau mentransfer elektron yang timbul selama proses katalisa. Contoh koenzim adalah NADH, NADPH dan adenosina trifosfat.

Gugus kimiawi yang dibawa mencakup :

  • Ionhidrida(H –) yang dibawa olehNAD atau NADP+
  • Gugus asetil yang dibawa oleh koenzim A
  • Formil, metenil dibawa oleh asam folat
  • Gugus metil yang dibawa oleh S-adenosilmetionina.

Ada beberapa koenzim lain seperti riboflavin, tiamina, dan asam folat adalah vitamin.
Koenzim merupakan senyawa organik yang diperlukan untuk aktifitas suatu enzim tertentu yang bersifat termostabil dan memiliki berat molekul rendah.Koenzim akan memperbesar kemampuan katalitik sebuah enzim sehingga menjadi jauh melebihi kemampuan yang ditawarkan hanya oleh gugus fungsional asam aminonya, yang menyusun massa enzim tersebut.

Koenzim yang berikatan secara erat dengan enzim lewat ikatan kovalen atau gaya nonkovalen kerap kali disebut sebagai gugus prostetik. Koenzim yang mampu berdifusi secara bebas umumnya berfungsi sebagai unsur pembawa (yang didaur ulang secara kontinu) hydrogen (FADH), hidrida (NADH dan NADPH), atau unit-unit kimia seperti gugus asil (koenzim A) atau gugus metil (folat), membawanya bolak-balik antara tempat pembentukannya dan pemakaiannya. Oleh karena itu, koenzim yang disebut sebagai substrat sekunder.

Jenis-jenis enzim yang membutuhkan koenzim adalah enzim yang mengatalisis reaksi oksidasireduksi, pemindahan gugus serta isomerisasi, dan reaksi yang membentuk ikatan kovalen (kelas IUB 1,2,5, dan 6).

Kofaktor

Kofaktor berfungsi sama dengan gugus prostetik, tetapi berikatan secara reversible Dapat berupa zat anorganik

  • ion logam (Metal- activated enzymes)
    Dapat berupa zat organik
  • flavin dan heme

Contoh enzim yg mengandung kofaktor;
karbonat anhidrase dg kofaktor Zn terikatsbg bgn dari tapak aktifnya ->katalitik

Pembagian Kofaktor;

  1. Aktivator
    ion anorganik yang biasanya berikatan lemah dengan suatu enzim
    Contoh; Cu,Fe,Mn,Zn.Ca,K dan Co
  2. Ggs Prostetik -> ikatan kovalen
    dapat berupa senyawa,organik ttt,vitamin / ionlogam
    Contoh:
    FAD -> Vit,B2/Riboflavin -> menerima atom hidrogen
    Ion Logam: Sitokrom ->sebagai pembawa elektron pada Fe

Koenzim berupa gugus organik yang padaumumnya merupakan vitamin, seperti vitamin B1, B2, NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide ).
Kofaktor berupa gugus anorganik yang biasanya berupa ion-ion logam, seperti Cu2+, Mg2+, dan Fe2+

Kofaktor adalah komponen enzim yangbersifat non-protein yang berfungsimengaktifkan enzim.
Sifatnya stabil terhadap perubahan suhuatau suatu reaksi.
Kofaktor dibedakan menjadi tiga tipe yaitu, aktivator, gugus prostetik dan ko-enzim

  1. Aktivator
    Aktivator adalah ion – ion anorganik yangbiasanya berikatan lemah dengan suatuenzim. Contoh beberapa logam berperansebagai aktivator dalam sistem enzimadalah Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K dan Co.
  2. Gugus Prostetik
    Gugus prostetik berikatan erat denganenzim (protein) oleh ikatan kovalen.Gugus prostetik dapat berupa senyawaorganik tertentu, vitamin atau ion logam.Misal FAD yang mengandung riboflavin (Vitamin
    B2) yang merupakan bagian FADyang menerima atom Hidrogen.
  3. Koenzim
    Enzim yang tidak mempunyai gugusprostetik, memerlukan senyawa organiklain untuk aktivitasnya juga disebutkoenzim. Koenzim tidak melekat erat padabagian protein enzim.

Perbedaan Enzim dan Koenzim

Enzim:
• Merupakan suatu biokatalisator
• Bersifat termolabil
• Bersifat spesifik dalam melaksanakan fungsinya
• Dirusak oleh logam berat
• Aktifitas enzim diukur dengan kecepatan reaksi enzimatik
• Letak enzim tertentu didalam sel
• Hanya mengkatalis satu macam reaksi

Koenzim:
• Senyawa organik yang diperlukan untuk aktifitas suatu enzim tertentu
• bersifat termostabil
• Berat molekul rendah
• Banyak koenzim yang merupakan derivat vitamin B
• Bisa di anggap sebagai substrat kedua.

Komponen Penyusun

Struktur enzim yang sempurna dan aktif mengkatalisis bersama-sama dengan koenzim atau gugus logamnya disebut dengan holoenzim. Holoenzim merupakan keseluruhan molekul enzim yang meliputi apoenzim dan kofaktor. Penyusun utama suatu enzim adalah molekul protein yang disebut Apoenzim. Apoenzim adalah suatu polipeptida yang mempunyai struktur tersier atau kuartener dengan urutan dan komposisi asam amino tertentu dan rantai polipeptida tersebut distabillkan oleh ikatan sulfida, ikatan hidrogen, dan ikatan Van der Waals. Apoenzim bersifat labil (mudah berubah) yang dipengaruhi oleh suhu dan keasaman.

Enzim memerlukan komponen lain yaitu kofaktor agar berfungsi dengan baik. Kofaktor akan terikat pada gugus aktif pada molekul protein enzim, sehingga kerja enzim yang ditunjukkan oleh aktivitas meningkat (Lehninger, 1982). Secara ringkas struktur sebuah enzim dapat dilihat pada bagan di bawah ini :

Kofaktor pada beberapa enzim dapat terikat secara lemah atau terikat secara kuat (permanent). Jika kofaktor terikat kuat dengan protein enzim dinamakan bagian prostetik. Tidak semua enzim memiliki struktur yang lengkap terdiri dari apoenzim dan kofaktor. Contoh enzim ribonuklease pankreas hanya terdiri atas polipeptida dan tidak mengandung gugus kimiawi yang lain. Berdasarkan ikatannya, kofaktor dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :

  • Gugus prostetik
    Tipe kofaktor yang biasanya terikat kuat pada enzim, berperan memberi kekuatan tambahan terhadap kerja enzim. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu gugus prostetik yang tersusun dari bahan organik dan gugus prostetik yang tersusun dari bahan anorganik.Contohnya adalah heme, yaitu molekul berbentuk cincin pipih yang mengandung besi. Heme merupakan gugus prostetik sejumlah enzim, antara lain katalase, peroksidase, dan sitokrom oksidase.
  • Koenzim
    Bagian dari gugus prostetik bukan protein. Kofaktor yang terdiri atas molekul organik nonprotein yang terikat renggang dengan enzim. Koenzim berfungsi untuk memindahkan gugus kimia, atom, atau elektron dari satu enzim ke enzim yang lain. Contohnya FAD (flavin adenina dinukleotida), tiamin pirofosfat, NAD, NADP+, dan asam tetrahidrofolat.
  • Ion-ion anorganik
    Kofaktor yang terikat dengan enzim atau substrat kompleks sehingga fungsi enzim lebih efektif. Contohnya, amilase dalam ludah akan bekerja lebih baik dengan adanya ion klorida dan kalsium. Beberapa kofaktor tidak berubah di akhir reaksi, tetapi kadang-kadang berubah dan terlibat dalam reaksi yang lain. Ion anorganik dapat berupa ion logam yang berasosiasi dengan apoenzim dan diperlukan untuk aktivitas enzim tertentu. Ion logam tersebut berikatan dengan apoenzim melalui ikatan koordinasi


Difusi adalah pergerakan partikel-partikel dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Berdasarkan ada atau tidaknya molekul fasilitator, ada dua jenis proses difusi. Mereka adalah (1) Difusi Sederhana dan (2) Difusi terfasilitasi.

(1) Difusi Sederhana: Di sini difusi terjadi tanpa bantuan molekul perantara seperti protein saluran atau molekul pembawa.

(2) Difusi terfasilitasi: Difusi yang difasilitasi adalah proses transpor spontan molekul atau ion melintasi membran sel melalui protein trans-membran tertentu.

No. Difusi Sederhana Difusi terfasilitasi
1 Difusi sederhana tidak memerlukan bantuan molekul pembawa. Difusi difasilitasi dapat terjadi hanya dengan bantuan dari molekul pembawa.
2 Kecepatan difusi sederhana relatif lambat. Kecepatan difusi terfasilitasi relatif cepat.
3 Difusi sederhana tidak spesifik terlarut. Difusi terfasilitasi selalu spesifik terlarut.
4 Proses difusi sederhana tidak dapat dihambat oleh molekul penghambat. Difusi difasilitasi dapat dihambat oleh inhibitor spesifik yang berikatan dengan molekul pembawa.
5 Difusi sederhana selalu merupakan proses pasif. Difusi terfasilitasi mungkin merupakan proses aktif atau pasif.
6 Difusi sederhana tidak membutuhkan energi dari ATP. Difusi terfasilitasi mungkin atau mungkin tidak memerlukan energi dari ATP.
7 Dalam difusi sederhana, molekul hanya dapat lewat ke arah gradien konsentrasi. Dalam difusi terfasilitasi, molekul dapat melewati arah dan kebalikan dari gradien konsentrasi.
8 Difusi sederhana hanya memungkinkan molekul kecil dan nonpolar melintasi membran plasma. Difusi difasilitasi memungkinkan lewatnya molekul besar dan polar melintasi membran plasma.


Saat Anda membakar sesuatu di atas kompor, dapur akan berbau asap. Namun, beberapa menit kemudian, seluruh tempat Anda akan mencium bau makanan yang terbakar. Itu karena atom-atom makanan yang terbakar menyebar ke seluruh rumah Anda. Difusi adalah proses di mana atom-atom dari satu bahan dipindahkan ke bahan lain melalui gerakan atom acak. Dalam difusi, atom cenderung menyebar secara merata, seperti ketika asap bergerak dari konsentrasi tinggi di dapur ke konsentrasi yang lebih rendah di seluruh rumah Anda. Laju difusi tergantung pada beberapa faktor.

Difusi

Faktor yang mempengaruhi laju difusi adalah:

Suhu

Dari semua faktor yang mempengaruhi laju difusi, suhu adalah yang paling penting. Suhu memiliki efek terbesar pada laju difusi dan merupakan faktor termudah untuk berubah. Meningkatkan suhu akan meningkatkan laju difusi dengan menambahkan energi ke setiap partikel. Ini karena partikel-partikel dengan lebih banyak energi memantul satu sama lain lebih sering dan menyebar merata ke seluruh volume material. Demikian pula, menurunkan suhu akan menurunkan laju difusi dengan menurunkan energi setiap partikel.

Perbedaan Konsentrasi

Tingkat difusi tergantung pada perbedaan antara konsentrasi di seluruh bahan inang, dengan perbedaan konsentrasi yang lebih tinggi menghasilkan laju difusi yang lebih tinggi. Misalnya, difusi melalui dinding tipis atau membran akan terjadi dengan cepat jika ada konsentrasi gas yang tinggi di satu sisi dan tidak ada gas di sisi lain dinding. Jika sudah ada jumlah gas yang hampir sama di kedua sisi, difusi akan jauh lebih lambat.

Jarak Difusi

Tingkat difusi berbanding terbalik dengan jarak di mana material tersebut berdifusi. Artinya, jarak yang lebih kecil menghasilkan laju difusi yang lebih cepat dan jarak yang lebih besar menghasilkan laju difusi yang lebih lambat. Ini masuk akal, karena gas berdifusi melalui dinding tipis lebih cepat daripada yang berdifusi melalui dinding tebal.

Bahan Penyebaran dan Inang

Tingkat difusi juga tergantung pada material yang difusi dan material yang difusi. Pada suhu tertentu, semua partikel memiliki energi rata-rata yang sama. Ini berarti bahwa atom yang lebih ringan, seperti hidrogen, karbon, oksigen dan nitrogen bergerak lebih cepat dan lebih mobile daripada atom yang lebih besar seperti tembaga atau besi. Bahan yang terbuat dari atom yang lebih ringan ini berdifusi lebih cepat dari bahan yang lebih berat.

Osmosis

Osmosis adalah pergerakan air dari daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui membran semi permeabel ke area konsentrasi terlarut rendah untuk menyamakan konsentrasi terlarut di kedua sisi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Osmosis yaitu:

  • Temperatur – Semakin tinggi suhunya, semakin cepat pergerakan molekul air melintasi membran semi permeabel.
  • Area Permukaan – Semakin besar luas permukaan, semakin banyak ruang bagi molekul untuk bergerak dengan mudah; semakin kecil area, semakin terbatas pergerakan molekul dan semakin lambat pergerakannya.
  • Perbedaan Potensial Air – Semakin tinggi perbedaan dalam potensial air, semakin cepat osmosis; karena molekul air yang lebih rendah berada di wilayah konsentrasi rendah, lebih banyak molekul air dari wilayah konsentrasi tinggi dapat masuk lebih cepat dan lebih mudah.
  • Tekanan – Semakin banyak tekanan, semakin cepat molekul akan bergerak karena mereka didorong lebih cepat pada konsentrasi rendah.
  • Gradien konsentrasi – Pergerakan osmosis dipengaruhi oleh gradien konsentrasi; semakin rendah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut, semakin cepat osmosis akan terjadi dalam pelarut itu.
  • Terang dan gelap – Mereka juga merupakan faktor osmosis; karena semakin terang cahayanya, semakin cepat osmosis terjadi.


Sambil menjalankan fungsi seperti pertumbuhan, pembelahan dan sintesis, sel menggunakan dan menghasilkan zat yang harus mampu melintasi sel dan membran organel. Membran sel bersifat semipermeabel memungkinkan beberapa molekul melakukan perjalanan melintasi gradien konsentrasi dari sisi konsentrasi tinggi membran ke sisi konsentrasi rendah melalui difusi sederhana.

Difusi terfasilitasi memungkinkan molekul-molekul penting lainnya bersilangan secara selektif karena menggunakan protein yang tertanam dalam membran sel untuk memungkinkan zat-zat tertentu melintas.

Protein membran membantu difusi terfasilitasi baik membentuk bukaan di membran dan mengontrol apa yang bisa lewat, atau mereka secara aktif membawa molekul tertentu melalui membran. Proses ini sangat penting untuk mengendalikan aliran ion karena banyak fungsi sel bergantung pada keberadaan ion tertentu untuk memungkinkan reaksi kimia berlangsung. Selain ion, protein pembawa juga dapat memfasilitasi lewatnya molekul besar seperti glukosa.

Transpor Pasif Menggunakan Gradien Konsentrasi

Zat yang diproduksi sel atau yang dibutuhkannya dapat diangkut melintasi sel dan membran organel dengan beberapa cara. Transpor pasif tidak memerlukan input energi dan menggunakan gradien konsentrasi untuk memberi tenaga pada pergerakan molekul.

Dalam jenis difusi sederhana dari transpor pasif, difusi terjadi melintasi membran semipermeabel dari sisi dengan konsentrasi yang lebih tinggi dari zat yang diangkut ke samping dengan konsentrasi rendah. Zat melewati membran ke bawah gradien konsentrasi, tetapi beberapa molekul tersumbat.

Jika molekul yang tersumbat harus melewati membran karena mereka diperlukan di sisi lain, difusi terfasilitasi dapat mengangkut molekul tertentu. Metode difusi bekerja melalui protein yang tertanam di membran tetapi masih bergantung pada gradien konsentrasi untuk menggerakkan gerakan molekul melintasi membran. Itu tidak membutuhkan energi, tetapi protein bisa secara selektif memilah molekul mana yang mereka angkut.

Transpor Aktif Menggunakan Energi

Kadang-kadang molekul harus diangkut melintasi membran dari sisi dengan konsentrasi rendah ke sisi yang memiliki konsentrasi tinggi. Ini bertentangan dengan gradien konsentrasi dan membutuhkan energi. Sel yang melakukan transpor aktif telah menghasilkan energi dan menyimpannya dalam molekul adenosine trifosfat (ATP).

Transpor aktif didasarkan pada protein yang mirip dengan yang digunakan untuk difusi terfasilitasi, tetapi mereka menggunakan energi dari ATP untuk membawa molekul melintasi membran melawan gradien konsentrasi.

Setelah membentuk ikatan dengan molekul yang akan diangkut, mereka menggunakan gugus fosfat dari ATP untuk mengubah bentuk dan menyimpan molekul di sisi lain membran.

Difusi terfasilitasi Membutuhkan Protein Pembawa Transmembran

Membran sel dapat memungkinkan lewatnya banyak molekul kecil, tetapi ion bermuatan dan molekul yang lebih besar umumnya tersumbat. Difusi terfasilitasi adalah metode dimana zat-zat tersebut dapat masuk dan meninggalkan sel. Protein pembawa yang tertanam dalam membran dapat memfasilitasi lewatnya ion dengan dua cara.

Beberapa protein diatur di sekitar bagian tengah dan membuat lubang di membran plasma sel, membuka jalur melalui asam lemak di bagian dalam membran. Ion spesifik dapat melewati celah tersebut, tetapi protein pembawa dirancang untuk membiarkan hanya satu jenis ion yang lewat.

Protein lain tidak membentuk bukaan tetapi mengangkut molekul besar melalui membran sel. Transfer masih ditenagai oleh gradien konsentrasi, tetapi protein pembawa secara aktif terhubung ke zat yang diangkut.

Bagian dari protein yang berada di luar membran sel dalam ruang ekstraseluler berikatan dengan molekul zat yang akan diangkut dan kemudian melepaskannya ke bagian dalam sel.

transpor difusi terfasilitasi
transpor difusi terfasilitasi

Contoh Difusi terfasilitasi: Pengangkutan Ion Natrium dan Glukosa

Biasanya asam lemak non-polar hidrofobik dari membran menghalangi aliran molekul polar bermuatan seperti ion natrium. Protein pembawa yang menyediakan bukaan untuk ion-ion tersebut menarik ion-ion dan memfasilitasi perjalanannya melalui saluran ion.

Mereka dapat dirancang untuk dan membiarkan hanya lewat ion natrium tetapi tidak yang lain seperti ion kalium. Bukaan protein pembawa juga dapat mengontrol aliran ion, ditutup ketika sel tidak membutuhkan lebih banyak ion.

Untuk transportasi molekul glukosa, yang biasanya terlalu besar untuk melewati membran, protein transporter glukosa memiliki situs di mana mereka dapat mengikat molekul glukosa. Mereka menempel dan memfasilitasi transportasi glukosa melintasi membran sel. Lokasi protein pembawa menjadi celah permeabel di membran yang tidak memungkinkan molekul glukosa untuk menyeberang di tempat lain.

Difusi terfasilitasi dan Pensinyalan Sel

Sel-sel dalam organisme multiseluler harus mengoordinasikan aktivitas mereka, seperti kapan tumbuh dan kapan membelah. Sel-sel mencapai koordinasi ini dengan memberi sinyal aktivitas apa yang mereka lakukan dan apa yang dibutuhkan, melepaskan bahan kimia pensinyalan. Difusi difasilitasi membantu pensinyalan sel.

Sinyal dapat berupa lokal atau jarak jauh, mempengaruhi sel-sel di lingkungan terdekat atau sel-sel di organ dan jaringan lain. Dalam setiap kasus, molekul pensinyalan bergerak di antara sel dan harus masuk ke sel target atau menempel pada membrannya untuk mengirimkan sinyal.

Protein difusi difasilitasi dapat memungkinkan molekul-molekul pensinyalan ini untuk memasuki sel-sel yang diperlukan dan menutup loop komunikasi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Difusi terfasilitasi

Karena difusi yang difasilitasi adalah mekanisme transportasi pasif, ia diatur oleh faktor-faktor di lingkungan terdekat di mana transportasi berlangsung.

Ada empat faktor tersebut:

  • Konsentrasi: Difusi difasilitasi bergantung pada energi potensial yang diwakili oleh gradien konsentrasi. Perbedaan yang lebih besar antara sisi konsentrasi tinggi dan rendah berarti gradien yang lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
  • Kapasitas protein pembawa: Tingkat pengikatan antara zat yang akan ditransfer dan protein bersama dengan kecepatan transfer mempengaruhi laju difusi.
  • Jumlah situs protein pembawa: Lebih banyak situs berarti kapasitas difusi lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
  • Suhu: Reaksi kimia tergantung pada suhu, dan suhu yang lebih tinggi berarti kemajuan reaksi lebih cepat dan difusi lebih cepat.

Sementara sel dapat mengontrol jumlah situs protein pembawa, kapasitas protein pembawa tetap, dan sel memiliki kemampuan terbatas untuk mengontrol suhu proses dan konsentrasi zat di luar sel. Kemampuan untuk menutup aktivitas situs pembawa protein menjadi penting untuk mengendalikan proses sel.


Karena difusi yang difasilitasi adalah mekanisme transportasi pasif, ia diatur oleh faktor-faktor di lingkungan terdekat di mana transportasi berlangsung.

Ada empat faktor tersebut:

  • Konsentrasi: Difusi terfasilitasi bergantung pada energi potensial yang diwakili oleh gradien konsentrasi. Perbedaan yang lebih besar antara sisi konsentrasi tinggi dan rendah berarti gradien yang lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
  • Kapasitas protein pembawa: Tingkat pengikatan antara zat yang akan ditransfer dan protein bersama dengan kecepatan transfer mempengaruhi laju difusi.
  • Jumlah situs protein pembawa: Lebih banyak situs berarti kapasitas difusi lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
  • Suhu: Reaksi kimia tergantung pada suhu, dan suhu yang lebih tinggi berarti kemajuan reaksi lebih cepat dan difusi lebih cepat.

Sementara sel dapat mengontrol jumlah situs protein pembawa, kapasitas protein pembawa tetap, dan sel memiliki kemampuan terbatas untuk mengontrol suhu proses dan konsentrasi zat di luar sel. Kemampuan untuk menutup aktivitas situs pembawa protein menjadi penting untuk mengendalikan proses sel.


Vakuola adalah organel yang ditemukan dalam sel. Mereka berperan dalam penyimpanan nutrisi dan produk limbah. Mereka membantu mempertahankan homeostasis dengan cara berikut:

Menjaga keasaman:

Dalam hal pH di lingkungan turun banyak (menjadi sangat asam), ada fluks ion H dari sitoplasma sel ke dalam vakuola sel sehingga meningkatkan keasaman ke tingkat yang dibutuhkan dan dengan demikian mempertahankan pH spesifik di lingkungan internal sel juga.

Turgiditas

Vakuola mengatur turgiditas dengan mengatur jumlah air di dalam sel. sel memiliki air yang berlebihan: vakuola menyerap air dan kemudian berdifusi keluar dari sel. sel kekurangan air: air dari vakuola akan kembali ke sel sehingga menjaga turgiditas.