Uraian Materi Sistem Transpor Aktif, Endositosis, dan Eksositosis

A.    Transport Aktif

Transpor aktif adalah pengangkutan zat terlarut melintasi membran melawan gradient konsentrasinya dengan menggunakan energi. Semua protein transport yang menggerakkan zat terlarut melawan gradien konsentrasi merupakan protein pembawa, bukan protein saluran. Hal ini masuk akal sebab ketika terbuka, protein saluran  hanya membiarkan zat terlarut mengalir menuruni gradient konsentrasinya, bukan mengambil dan mentranspornya melawan gradiennya.

Transport aktif memungkinkan sel mempertahankan konsentrasi internal zat terlarut kecil yang berbeda dari konsentrasi dilingkungan. Misalnya, dibandingkan dengan lingkungannya, sel hewan memiliki konsentrasi ion kalium yang lebih tinggi dan konsentrasi ion natrium yang jauh lebih rendah. Membran plasma membantu mempertahankan gradient curam ini dengan memompa natrium keluar sel dan kalium kedalam sel.

Seperti pada tipe kerja selular yang lain, ATP menyediakan energy bagi sebagian besar transport aktif. Salah satu cara ATP dapan meyuplai tenaga bagi transport aktif adalah dengan mentransfer gugus fosfat terminalnyasecara langsung ke protein transport. Ini dapat menginduksi protein agar berubah bentuk sedemikian rupa sehingga mentranslokasi zat terlarut yang terikat keprotein sehingga melintasi membran. Contoh dari Transpor aktif adalah mekanisme transport ion kalium dan natrium seperti gambar dibawah ini.

 

Gambar 1. Pompa natrium-kalium: contoh spesifik transport aktif.  Sistem transport ini memompa ion melawan gradient konsentrasi yang curam: konsentrasi ion natrium (disimbolkan sebagai [Na+])tinggi diluar sel dan rendah didalam, sementara konsentrasi ion kalium ([K+]) rendah diluar sel dan tinggi didalam. Pompa ini mengalami perubahan dua bentuk silih-berganti dalam siklus pemompaan yang mentranslokasi tiga ion Natrium keluar sel untuk setiap dua ion kalium yang dipompakan ke dalam sel. Kedua bentuk pompa memiliki afinitas yang berbeda untuk kedua jenis ion. ATP menyuplai tenaga bagi perubahan bentuk ini dengan cara memfosforilasi protein transport tersebut (artinya dengan mentransfer satu gugus fosfat keprotein).

B.     Endositosis

Pada endositosis (endocytosis), sel mengambil molekul biologis dan partikel dengan cara membentuk vesikel baru dari membrane plasma. Walaupun protein yang terlibat dalam kedua proses transport massal berbeda, peristiwa endositosis terlihat seperti kebalikan eksositosis. Daerah kecil pada membrane plasma melekuk kedalam membentuk kantong. Ketika bertambah dalam, kantong pun terlepas dari membrane plasma, membentuk vesikel yang mengandung materi yang sebelumnya berada di luar sel. Ada tiga tipe endositosis diantaranya:

1.      Fagositosis (phagocytosis)

Dalam fagositosis (phagocytosis), sel menelan partikel dengan cara menyelubungi partikel dengan pseupodia (tunggal, pseupodium) dan mengemasnya dalam kantong berselaput- membrane yang cukup besar untuk digolongkan sebagai vakuola. Partikel dicerna setelah vakuola berfusi dengan lisosom yang mengandung enzim-enzim hidrolotik.

2.      Pinositosis (pinocytosis)

Pinositosis (pinocytosis), sel ‘meneguk’ droplet-droplet pada cairan ekstraseluler kedalam vesikel kecil. Bukan cairan itu sendiri yang dibutuhkan oleh sel, melainkan molekul-molekul yang terlarut dalam droplet tersebut. Karena semua zat yang terlarut ditelan oleh sel, zat-zat yang ditranspor oleh pinositosis tidak bersifat spesifik.

3.      Endositosis diperantarai-reseptor (receptor-mediated endocytosis)

Endositosis diperantarai-reseptor (receptor-mediated endocytosis) memungkinkan sel memperoleh zat spesifik dalam jumlah besar, meskipun zat tersebut mungkin tidak terdapat terlalu banyak dalam cairan ekstraseluler. Protein reseptor biasanya telah mengumpul diwilayah-wilayah membrane yang disebut ceruk berselaput, dengan bagian yang menghadap sitoplasma (sisi sitoplasmiknya) dilapisi oleh lapisan rapat protein selaput. Zat-zat spesifik (ligan) berikatan dengan reseptor-reseptor ini. Ketika pengikatan terjadi, ceruk berselaput membentuk vesikel yang mengandung molekul ligan. Setelah materi yang ditelan ini dibebaskan dari vesikel, reseptor dikembalikan ke membrane plasma oleh vesikel yang sama.

Gambar 2. Mekanisme endositosis

C.    Eksositosis

Eksositosis adalah mekanisme transpor molekul besar seperti protein dan polisakarida, melintasi membran plasma dari dalam ke luar sel (sekresi) dengan cara menggabungkan vesikula berisi molekul tersebut dengan membran plasma.  Vesikula transpor yang lepas dari aparatus Golgi dipindahkan oleh sitoskeleton ke membran plasma. Ketika membran vesikula dan membran plasma bertemu, molekul lipid membran menyusun ulang dirinya sendiri sehingga kedua membran bergabung. Kandungan vesikulanya kemudian tumpah ke luar sel. Banyak sel sekretoris menggunakan eksositosis untuk mengirim keluar produk-produknya.  Misalnya sel tertentu dalam pankreas menghasilkan hormon insulin dan mensekresikannya ke daam darah melalui eksositosis.  Contoh lain adalah neuron atau sel saraf yang menggunakan eksositosis untuk melepaskan sinyal kimiawi yang merangsang neuron lain atau sel otot. Ketika sel tumbuhan sedang membuat dinding, eksositosis mengeluarkan karbohidrat dari vesikula Golgi ke bagian luar selnya.

Gambar 3. Mekanisme Eksositosis