Perbedaan Antara Osmosis dan Transport Aktif
Share
Sel memiliki banyak persyaratan untuk tumbuh dan bereplikasi, dan bahkan sel yang tidak aktif tumbuh atau bereplikasi memerlukan nutrisi dari lingkungan agar berfungsi. Banyak persyaratan sel adalah molekul yang dapat ditemukan di luar sel, termasuk air, gula, vitamin dan protein.
Membran sel memiliki fungsi pelindung dan struktural yang penting, dan berfungsi untuk menjaga konten seluler terpisah dari lingkungan luar. Bilayer lipid dari membran sel terdiri dari fosfolipid, yang memiliki ekor hidrofobik (yang larut dalam minyak, "takut air") yang membentuk penghalang bagi banyak zat terlarut dan molekul di lingkungan. Fitur membran sel ini memungkinkan lingkungan internal sel berbeda dari lingkungan eksternal, tetapi juga bertindak sebagai penghalang utama untuk mengambil molekul tertentu dari lingkungan dan mengeluarkan limbah.
Namun, lipid bilayer tidak menimbulkan masalah bagi semua molekul. Hidrofobik (atau larut dalam minyak), molekul nonpolar dapat dengan bebas berdifusi melalui membran sel tanpa hambatan. Kelas molekul ini meliputi gas seperti oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan nitrat oksida (NO). Molekul organik hidrofobik yang lebih besar juga dapat melewati membran plasma, termasuk hormon tertentu (seperti estrogen) dan vitamin (seperti vitamin D). Molekul-molekul kecil polar (termasuk air) sebagian terhalang oleh lapisan ganda lipid tetapi masih bisa melewatinya.
Untuk molekul yang dapat dengan bebas melewati membran sel, apakah mereka bergerak ke dalam atau keluar dari sel tergantung pada konsentrasi mereka. Kecenderungan molekul untuk bergerak sesuai dengan gradien konsentrasi mereka (yaitu dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah) disebut difusi. Ini berarti bahwa molekul akan mengalir keluar dari sel jika ada lebih banyak di dalam sel daripada di luar. Demikian juga, jika ada lebih banyak di luar sel, molekul akan mengalir ke dalam sel sampai keseimbangan terpenuhi. Misalnya, pertimbangkan sel otot. Selama berolahraga, sel mengubah O2 menjadi CO2. Ketika darah yang mengandung oksigen memasuki otot, O2 bergerak dari tempat konsentrasi lebih tinggi (dalam darah) ke tempat yang lebih rendah (dalam sel-sel otot). Pada saat yang sama, CO2 bergerak keluar dari sel-sel otot (di mana lebih tinggi) ke darah (di mana lebih rendah). Difusi tidak membutuhkan pengeluaran energi. Difusi air diberi nama khusus, osmosa.
Untuk molekul polar yang lebih besar dan molekul bermuatan apa pun, memasuki dan meninggalkan sel lebih sulit karena mereka tidak dapat melewati lapisan ganda lipid. Kelas molekul ini meliputi ion, gula, asam amino (blok pembangun protein) dan banyak lagi hal yang dibutuhkan sel untuk bertahan hidup dan berfungsi. Untuk memperbaiki masalah ini, sel memiliki protein pengangkut yang memungkinkan molekul-molekul ini bergerak masuk dan keluar dari sel. Protein transpor ini membentuk 15-30% protein dalam membran sel.
Protein transpor datang dalam beberapa bentuk dan ukuran, tetapi semua meluas melalui lapisan ganda lipid, dan masing-masing protein transpor memiliki jenis molekul spesifik yang diangkutnya. Ada protein pembawa (yang juga dikenal sebagai transporter atau permis), yang berikatan dengan zat terlarut atau molekul di satu sisi membran dan mengangkutnya ke sisi lain membran. Kelas kedua protein transpor meliputi protein saluran. Protein saluran membentuk bukaan hidrofilik ("mencintai air") di membran untuk memungkinkan molekul polar atau bermuatan mengalir. Baik protein saluran dan protein pembawa memfasilitasi transportasi baik ke dalam maupun ke luar sel.
Molekul dapat melakukan perjalanan melalui transportasi protein dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses ini disebut transportasi pasif atau difusi difasilitasi. Ini mirip dengan difusi molekul nonpolar atau air langsung melalui lapisan ganda lipid, kecuali bahwa itu membutuhkan protein transpor.
Terkadang, sel membutuhkan hal-hal dari lingkungan yang hadir dalam konsentrasi yang sangat rendah di luar sel. Atau, sebuah sel mungkin membutuhkan konsentrasi zat terlarut tertentu yang sangat rendah di dalam sel. Sementara difusi akan memungkinkan konsentrasi di dalam dan di luar sel bergerak menuju keseimbangan, sebuah proses yang disebut transportasi aktif membantu berkonsentrasi zat terlarut atau molekul baik di dalam atau di luar sel. Transportasi aktif membutuhkan pengeluaran energi untuk menggerakkan molekul melawan gradien konsentrasi. Ada dua bentuk utama transpor aktif dalam sel eukariotik. Jenis pertama terdiri dari pompa yang digerakkan ATP. Pompa ini menggunakan hidrolisis ATP untuk mengangkut kelas zat terlarut atau molekul tertentu melintasi membran untuk memekatkannya di dalam atau di luar sel. Tipe kedua (disebut cotransporter) memasangkan transportasi satu molekul terhadap gradien konsentrasi (dari rendah ke tinggi) dengan transportasi molekul kedua ke bawah gradien konsentrasi (dari tinggi ke rendah).
Sel juga menggunakan transpor aktif untuk mempertahankan konsentrasi ion yang tepat. Konsentrasi ion sangat penting untuk sifat listrik sel, mengendalikan jumlah air dalam sel dan fungsi ion penting lainnya. Sebagai contoh, ion Magnesium (MG2 +) sangat penting bagi banyak protein yang terlibat dalam perbaikan dan pemeliharaan DNA. Kalsium (Ca2 +) juga penting dalam banyak proses sel, dan transportasi aktif membantu mempertahankan gradien kalsium 1: 10.000. Pengangkutan ion melintasi bilayer lipid tidak hanya bergantung pada gradien konsentrasi, tetapi juga pada sifat listrik membran, di mana muatan seperti mengusir. Pompa natrium-kalium ATPase atau Na + -K + mempertahankan konsentrasi natrium yang lebih tinggi di luar sel. Hampir sepertiga dari kebutuhan energi sel dikonsumsi dalam upaya ini. Pengeluaran energi yang sangat besar ini untuk transportasi ion aktif menguatkan pentingnya menjaga keseimbangan molekul dalam fungsi sel yang tepat.
Ringkasan
HAIsmosis adalah difusi pasif air melintasi membran sel dan tidak memerlukan protein transpor. SEBUAHtransportasi ctive adalah pergerakan molekul terhadap gradien konsentrasi mereka (dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi) atau terhadap gradien listrik mereka (ke arah muatan sejenis) dan membutuhkan pengangkut protein dan energi tambahan, baik melalui hidrolisis ATP atau melalui kopling ke transportasi menurun zat terlarut lainnya..
