Raytecho: transport zat -->
Latest Update
Fetching data...

Senin, 22 Oktober 2018

Metabolisme Bab 2

RESPIRASI AEROB



Postingan sebelumnya kita sudah membahas cukup detil mengenai metabolisme dan enzim. Nah, postingan kali ini akan membahas mengenai Respirasi Aerob (untuk yang Anaerob nanti dulu ya, sabar). Apa? Belum baca postingan sebelumnya? Nih, Baca Di Sini!

Mungkin kau sudah pernah mendengar kata Respirasi, kan? Ya, tentu pada dikala mempelajari materi Sistem Pernapasan, sering kali istilah Respirasi disamakan dengan Pernapasan. Ingatan yang bagus! (ingatan saya).


[gambar 1. Ilustrasi Respirasi Seluler]

Respirasi bahwasanya merujuk pada istilah yang lebih dalam dari sekadar pernapasan (Ventilasi). Lalu apa itu Respirasi?

"Respirasi yaitu proses pemecahan molekul organik yang dilakukan oleh sel untuk menghasilkan energi"

Proses ini biasanya melibatkan oksigen, maka disebut Respirasi Aerob. Dengan oksigen, pemecahan molekul organik tersebut sanggup berjalan optimal dan menghasilkan energi yang besar. Itulah mengapa dalam bernapas, kita selalu memerlukan Oksigen. Apabila keberadaan oksigen terbatas, respirasi aerob akan sulit berjalan. Kondisi ini bukan problem bagi beberapa jenis mikroorganisme yang sanggup melaksanakan respirasi tanpa oksigen bebas, atau disebut Respirasi Anaerob.

Lalu ...Siapakah Pelaku Respirasi Aerob?

Respirasi aerob dilakukan oleh semua organisme tingkat tinggi (hewan dan tumbuhan) dan semua organisme eukariotik yang membutuhkan oksigen dalam memecah senyawa organik untuk menghasilkan energi. Katakanlah, contohnya Manusia. Manusia melaksanakan respirasi secara aerobik. Respirasi tersebut berlangsung di dalam sel.

Sel membutuhkan perangkat berupa mitokondria untuk sanggup melaksanakan respirasi secara aerobik. Sebab di dalamnya tersedia alat dan materi untuk menjalankan proses tersebut. Berjalannya respirasi aerob pada sel eukariotik sekurangnya membutuhkan sitoplasma, membran dalam mitokondria, matriks mitokondria, dan krista mitokondria.


[gambar 2. Mitokondria dan Bagiannya]

Perhatikan gambar struktur mitokondria di atas. Cermati letak bagian-bagian yang merupakan pelaku respirasi aerob.
Bahasa Inggeris? Gak ngerti? Bodo ye ...Kamu kalau mau sainsnya berkembang minimal bahasa Inggris jangan Edge amat.

Oke, kini kita udah sama-sama tahu di mana respirasi aerob itu terjadi. Sekarang, Apa Saja Bahan Untuk Proses Respirasi Aerob?

Bahan untuk respirasi aerob sanggup kau lihat dari rumus umum reaksinya. Tahukah kau dengan rumus yang sangat terkenal di bawah ini?


[gambar 3. Rumus Respirasi Glukosa]

Ya, itu yaitu rumus umum respirasi aerob untuk molekul glukosa. Rumus itulah yang menjelaskan kepada kita secara sederhana mengapa dikala bernafas kita menghirup oksigen kemudian menghembuskan karbondioksida dan uap air. Tapi dari rumus sederhana itu juga kita sanggup mengetahui bahwa materi untuk proses Respirasi Aerob yaitu glukosa dan oksigen.

Selain itu, beberapa zat menyerupai enzim, koenzim, energi (ADP, ATP, dan GDP), Asam, dan beberapa lainnya juga diharapkan untuk mendukung proses respirasi aerob. Zat-zat tersebut digunakan untuk membentuk senyawa perantara, penyimpan elektron (NADH2 dan FADH2 selanjutnya disebut NADH dan FADH saja), dan molekul energi (ATP) sebagai produk reapirasi aerob.

Bagaimana Proses Respirasi Aerob Berlangsung?

Respirasi Aeorb berlangsung melalui empat tahapan utama, yang secara singkat sanggup dijelaskan berikut ini:

1. Glikolisis

Glikolisis merupakan pemecahan glukosa menjadi asam organik yang lebih sederhana. Dalam perkara ini, glukosa dipecah menjadi molekul asam piruvat. Proses ini berlangsung di Sitoplasma, oleh karenanya hampir semua sel sanggup melaksanakan proses ini, termasuk prokariota. Glikolisis menjadi langkah awal dari setiap proses respirasi glukosa, baik yang aerobik maupun anaerobik. Berikut ini proses Glikolisis yang dinyatakan dalam skema alir:


[Gambar 4. Proses glikolisis]

Setiap zat yang berada diujung anak panah yaitu produk Glikolisis. Maka sanggup dikatakan bahwa sesudah proses Glikolisis akan dihasilkan produk berupa 2 Asam Piruvat, 4 ATP, dan 2 NADH. Namun, ada kaidah yang perlu kau ketahui, bahwa tidak semua 4 ATP dinyatakan sebagai produk Glikolisis, tetapi hanya 2 ATP saja. Mengapa? Sebab 2 ATP lainnya digunakan untuk "membayar" 2 ATP yang telah digunakan pada tahap-tahap awal Glikolisis (perhatikan tahap awal Glikolisis memakai 2 ATP).

Pada setiap perubahan senyawa pada Glikolisis hingga mencapai produk selesai berupa asam piruvat, proses memerlukan berbagai enzim. Enzimnya sanggup kau lihat di setiap tahapan

Dapatkah kau menyatakan Glikolisis secara sederhana? Kalau saya sih bisa. Nih, secara sederhana Glikolisis itu adalah:
1. pemecahan glukosa
2. terjadi di sitoplasma
3. materi berupa glukosa (C6H12O6)
4. produk berupa 2 asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH
5. prosesnya sebagai berikut:


[Gambar 5. Bagan Alir Sederhana Glikolisis]

Selanjutnya, 2 molekul asam piruvat yang dihasilkan akan dibawa masuk ke dalam matriks mitokondria, namun dalam perjalanannya melewati membran dalam mitokondria, asam piruvat tadi diubah menjadi asetil koenzim A melalui proses yang disebut Dekarboksilasi Oksidatif.

2. Dekarboksilasi Oksidatif (DO)

Dekarboksilasi merupakan proses melepaskan sebagian gugus karbon (C) dari suatu senyawa sehingga senyawa tersebut kehilangan sebagian dari atom karbonnya. Pada respirasi aerob, Dekarboksilasi Oksidatif menawarkan proses pelepasan gugus karbon dalam bentuk karbondioksida (CO2) dari molekul asam piruvat hasil glikolisis. Peristiwa ini terjadi selama perjalanan asam piruvat melewati membran dalam mitokondria (menuju matriks).

Selain pelepasan gugus karbon, pada proses ini terjadi juga penambahan gugus Koenzim A ke dalam senyawa asam piruvat tersebut. Sehingga boleh dinyatakan bahwa gugus karbon yang dilepaskan digantikan oleh Koenzim A. Sehingga pada tahap selesai dihasilkan senyawa Asetil Koenzim A (Asetil Ko-A).


[Gambar 6. Proses Dekarboksilasi Oksidatif]

Dari gambar di atas, silakan kau simpulkan sendiri apa saja produk dari proses Dekarboksilasi Oksidatif!

Okelah kalau begitu, secara sederhana proses Dekarboksilasi Oksidatif dikenal sebagai berikut:
1. pelepasan gugus C Asam Piruvat
2. terjadi di Membran Dalam Mitokondria
3. materi berupa 2 molekul Asam Piruvat
4. produk berupa 2 Asetil Ko-A, 2 CO2, dan 2 NADH
5. prosesnya sebagai berikut:


[Gambar 7. Bagan Alir Sederhana DO]

Hal yang penting juga yaitu mengetahui jumlah karbon pada senyawa hasil respirasi. Pada tahap glikolisis, glukosa yang berkarbon 6 dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, itu berarti setiap asam piruvat mempunyai hanya 3 atom karbon (6 dibagi 2), kan? Nah, sesudah masuk ke proses DO, setiap molekul asam piruvat diubah menjadi asetil koenzim A dengan cara dilepaskan satu atom karbonnya dalam bentuk CO2, maka asetil koenzim A hanya mempunyai 2 atom karbon (3 dikurang 1).

Nyambung? Nggak? Kenapa? Signal Edge? Makanya Pakai Indomie!

Selanjutnya, Asetil Ko-A akan memasuki tahap Siklus Krebs di dalam matriks mitokondria.

3. Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)

Siklus Krebs merupakan reaksi kimia berputar dari Oksaloasetat menjadi Asam Sitrat kemudian kembali menjadi Oksaloasetat. Oleh alasannya yaitu itu Siklus Krebs disebut juga Siklus Asam Sitrat. Dalam perputaran Asam Sitrat tersebut terjadi reaksi pembentukan energi, inilah tahapan pentingnya. Proses ini terjadi di dalam Matriks Mitokondria dengan materi utama asetil koenzim A.

Asetil Ko-A bereaksi dengan Oksaloasetat (senyawa berkarbon 4) membentuk Asam Sitrat (senyawa berkarbon 6). Kemudian disikluskan menjadi Oksaloasetat kembali (lihat Gambar 8). Siklus ini secara normal berjalan sebanyak dua kali (2x) untuk 1 molekul glukosa. Secara normal untuk 1 molekul glukosa yang dipecah, asetil ko-A yang terbentuk dan masuk ke Siklus Krebs sebanyak 2 molekul, oleh alasannya yaitu itu Siklus Krebs berjalan 2x siklus.


[Gambar 8. Siklus Krebs]

Berdasarkan gambar di atas, kau sanggup mengidentifikasi bahwa hasil selesai dari Siklus Krebs. Jika Siklus Krebs berjalan sebanyak 2 siklus penuh, maka hasil jadinya berupa 6 NADH, 2 FADH, 2 ATP, dan 4 CO2. Sekarang, bagaimana jikalau Siklus Krebs berjalan sebanyak 1 siklus atau 3 siklus dan seterusnya? Dapatkah kau mengidentifikasi hasil akhirnya? Kalau saya sih, bisa.

Secara sederhana, Siklus Krebs dijelaskan sebagai berikut:
1. siklus asam sitrat
2. terjadi di Matriks Mitokondria
3. materi berupa 2 asetil ko-A
4. produk berupa 6 NADH, 2 FADH, 2 ATP, dan 4 CO2

Jika kau amati dengan teliti, produk Siklus Krebs ini tidak ada yang berupa senyawa organik berkarbon sebagai mana tahapan-tahapan sebelumnya. Sehingga boleh dikatakan bahwa glukosa pada selesai tahap ini sudah diuraikan secara sempurna. Namun, Respirasi Aerob tidak berhenti di sini, kau tahu kenapa?

Ya, kita membahas respirasi aerob, tapi kita belum bicara perihal Oksigen. Lalu, di mana Oksigen akan terlibat? Hayo dimanaaaaa? Jawabnya ada di ujung langit, kita ke sana dengan seorang anak. Eh kok sambil nyanyi sih bacanya? 90-an! wkwkwk

Oke serius temen-temen, Oksigen akan digunakan untuk mengoksidasi senyawa penyimpan elektron sementara, NADH dan FADH yang dihasilkan semenjak glikolisis hingga Siklus Krebs, membentuk senyawa yang sangat terkenal, H2O. Proses ini dikenal dengan Rantai Transpor Elektron.

4. Rantai Transpor Elektron

Pernah mendengar kata elektron? Apa yang terbesit di pikiranmu dikala mendengar kata elektron? Kalau saya sih mikirnya sesuatu yang amat kecil yang tidak kelihatan. Ghaib bro!
Lucunya, elektron ini meski ghaib, hampir semua orang percaya keberadaannya, tapi tidak sedikit dari mereka yang malah tidak percaya kepada tuhan. Aneh kan? Otaknya gak diajak berpikir sih, atau bahwasanya diajak tapi otaknya gak mau. hahaha

Oke, balik maning.

Rantai Transpor Elektron (selanjutnya disebut RTE) meruapakan proses pemindahan elektron dari pengikat elektron sementara ke peserta elektron terakhir. Dalam perkara ini elektron dipindahkan dari NADH dan FADH ke O2, dimana O2 akan berikatan dengan atom H dari NADH dan FADH membentuk molekul H2O.

Pemindahan elektron tersebut tidak terjadi spontan, melainkan melalui prosedur transpor bertingkat yang cukup panjang melewati suatu rantai enzim kompleks yang disebut sitokrom. Imbasnya, selama transpor tersebut, ada molekul-molekul ATP yang terbentuk dari lompatan eletron di sitokrom. Inilah yang dimaksud dengan RTE.

RTE berlangsung di sepanjang Krista (membran dalam mitokondria yang membentuk lekukan). Krista menyediakan lebih banyak membran untuk lingkungan yang terbatas, sehingga lebih banyak ruang bagi RTE untuk berlangsung. Berikut skema RTE:


[Gambar 9. Rantai Transpor Elektron]

Berdasarkan gambar di atas kita mengetahui bahwa NADH dan FADH melepaskan elektronnya kemudian elektron tersebut berpindah secara sedikit demi sedikit melewati sitokrom sehingga menghasilkan ATP. Setelah melewati sitokrom, O2 berikatan dengan hidrogen dari NADH dan FADH tersebut sehingga terbentuklah molekul H2O.

Tahukah kau kalau transpor elektron dari NADH menghasilkan ATP dengan jumlah lebih besar dari FADH? Tetapi menghasilkan molekul H2O dengan jumlah yang sama. Dimanakah letak perbedaan keduanya sehingga menghasilkan energi yang berbeda tetapi jumlah H2O sama?
Perhatikan kembali gambar di atas dengan seksama.

1 jam kemudian ...

Oke lah, kini jelaskan apa yang kau dapatkan?
Nani?! Belum sanggup apa-apa? Ya sudah lah, Everything's gonna be okay.

Baik, ternyata NADH memulai transpor lebih awal dibandingkan dengan FADH, struktur NADH menyebabkan molekul tersebut sanggup memulai RTE semenjak awal. Akibatnya, transpor elektron dari NADH akan menggerakkan lebih banyak hidrogen melalui pompa hidrogen. Untuk setiap elektron dari NADH yang ditranspor sepanjang sitokrom akan memindahkan 3 molekul Hidrogen, kemudian molekul hidrogen tersebut akan melintask kembali melalui pompa proton dan melepaskan 3 molekul ATP. Sedangkan FADH memulai transpor elektron tidak dari awal dan hanya memungkinkan memindahkan 3 atom hidrogen, sehingga di selesai hanya melepaskan 2 molekul ATP. Inilah yang mendasari mengapa NADH dalam RTE akan menghasilkan 3 ATP sedangkan FADH hanya 2 ATP.

Namun, baik NADH dan FADH mempunyai nilai yang sama untuk membentuk H2O. Bagaimana penjelasannya?

Oke, di awal saya sudah menyebutkan bahwa NADH dan FADH itu bahwasanya NADH2 dan FADH2 (saya menyebutnya NADH dan FADH saja semoga lebih gampang diingat). Molekul H2 pada masing-masing senyawa akan diikat oleh O2 sehingga membentuk H2O. Ada sekitar 10 H2 dari NADH2 dan 2 H2 dari FADH 2, itu berarti ada 24 atom H+ yang akan berikatan dengan O2.

24 H+ + 6 O2 ----> 12 H2O

catatan: dari 12 H2O yang terbentuk, 6 H2O digunakan selama siklus krebs, sehingga hasil higienis RTE hanya 6 H2O. Oleh alasannya yaitu itu, boleh saja kita menyampaikan bahwa dari 10 NADH dan 2 FADH akan melepaskan 12 atom H dan bersama oksigen membentuk 6 H2O (kita ambil setengahnya saja).

Ada sekitar 10 NADH dan 2 FADH yang masuk ke RTE ini, namun jumlah tersebut tidak lah pasti. Setelah RTE selesai, maka akan ditemukan 34 ATP dan 6 H2O.

Bagaimana jikalau yang masuk ada 23 NADH, berapakah ATP yang terbentuk?
Atau
Setelah siklus Krebs, ditemukan hanya ada 28 NADH, berapakah ATP dan H2O yang terbentuk sesudah melewati RTE? Hitung sendiri ya..

Yossha!
Secara sederhana, RTE dijelaskan sebagai berikut:
1. merupakan transpor hidrogen (elektron) dari penyimpan sementara (NADH dan FADH) ke penyimpan terakhir (O2).
2. terjadi di Krista Mitokondria
3. bahan: 10 NADH, 2 FADH, 6O2
4. produk: 10 NADH + O2 --> 30 ATP + 5H2O
2 FADH + O2 ---> 4 ATP + 1 H2O

Demikianlah proses Respirasi Aerob berlangsung di dalam sel. Sangat panjang, bukan? Namun ini barulah klarifikasi sederhana setiap rincian tahapan Respirasi Aerob.

Oke, untuk membantu kau mengingat respirasi aerob ini, secara sederhana dijelaskan dalam skema dan tabel berikut ini:


[Gambar 11. Bagan Alir Sederhana Respirasi Aerob]


[Tabel 1. Produk Tahapan Respirasi Aerob]

Apakah ini bermanfaat? Mudah-mudahan, ya.
Itulah klarifikasi mengenai Respirasi Aerob yang sanggup saya sampaikan. Semoga harimu bahagia, meski bersamanya. Eh, anu, saya sanggup jelaskan ...
Read More

Rabu, 22 Maret 2017

Mekanisme Transpor Lintas Membran Sel

Pada materi sebelumnya, saya sudah memaparkan sedikit citra fungsi dari membran sel, salah satunya sebagai pengatur masuk dan keluarnya zat. Kali ini saya akan paparkan lebih dalam, bagaimana prosedur masuk dan keluarnya zat melalui membran sel tersebut.

Perlu dipahami bersama, bahwa membran sel mempunyai struktur yang cukup kompleks sebagai suatu pembatas yang amat kecil. Membran sel mempunyai cukup komponen untuk sekadar menjalankan "takdirnya" sebagai pagar pembatas yang sangat sensitif. mulai dari barisan fosfolipid, kanal-kanal protein, dan rantai-rantai karbohidrat.

Gambar 1. Membran Sel, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Sebelum masuk kepada pembahasan prosedur transpor zat lintas membran sel, ada perlunya untuk memahami beberapa komponen membran tersebut beserta fungsinya, yang akan dijelaskan secara singkat sebagai berikut:

Fosfolipid
Fosfolipid yakni komponen utama dari sebuah membran sel, termasuk juga semua membran yang ada di dalam sel (misalnya, membran organel). Fosfolipid merupakan rangkaian lemak (lipid) dengan dua lengan dari asam lemak yang hidrofobik (menghindari air = takut air) dan sebuah kepala yang terdiri dari rangkaian gliserol, fosfat, dan kolin yang bersifat hidrofilik (menghadap air = suka air). Keberadaan molekul hidrofobik dan hidrofilik inilah yang mendasari bentuk membran sel menyerupai gambar 1 di atas.

Gambar 2. Fosfolipid Membran Sel, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Protein
Protein merupakan komponen kedua terpenting bagi membran sel. Protein dengan ukuran yang besar besar lengan berkuasa dalam memberi bentuk dan kepolaran suatu membran sel, serta sangat penting bagi penyediaan "jalan tol" bagi molekul tertentu yang ingin melintasi membran. Ada dua jenis protein yang dekat dengan membran sel, yaitu protein perifer dan protein integral. Protein perifer yakni protein yang sama sekali tidak tertanam di dalam membran sel. Fungsinya sama menyerupai pasak pada dinding sebuah bangunan, untuk memperkuat bentuk dari membran sel. Protein integral sebagian besarnya menembus lapisan fosfolipid membran. Sama menyerupai halnya fosfolipid, protein integral mempunyai sisi hidrofobik dan hidrofilik. Fungsinya yakni sebagai jalur transpor khusus bagi beberapa molekul yang akan melintasi membran.

Karbohidrat
Karbohidrat secara khusus berada di membran sel sebagai "tanda pengenal". Komposisi ini sangat penting mengingat komunikasi antar sel memakai persinyalan yang memaksa perlunya sebuah "penjajakan" bentuk sinyal untuk sanggup diteruskan. Pada membran sel, keberadaan karbohidrat akan mensugesti bentuk molekul yang ada bersamanya. Jika karbohidrat bersama lipid, maka disbeut glikolipid. Jika sedang bersama protein, maka disebut glikoprotein. Perbedaan ini akan menunjukkan perbedaan fungsi.

Gambar 3. Bentuk Protein dan Karbohidrat pada Membran Sel

TRANSPOR ZAT

Sel sebagai unit fungsional sangat memerlukan pasokan materi baku dalam intensitas yang tinggi. Sementara itu, sel tidak sanggup memproduksi sendiri materi bakunya. Oleh sebab itu, suatu distribusi materi baku tersebut harus ada untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Dalam upaya menunjang distribusi materi baku, membran sel melaksanakan sebuah prosedur transpor zat yang selektif dan "pilih-pilih". Hal ini diharapkan untuk mencegah zat-zat tidak diharapkan masuk ke dalam sel yang justru membahayakan keberlangsungan sel itu sendiri.

Ada 5 prosedur transpor zat melalui membran sel, yaitu
  1. Difusi sederhana
  2. Osmosis
  3. Difusi terfasilitasi
  4. Pengangkutan oleh membran, dan
  5. Transpor aktif

Difusi Sederhana
Difusi, dan juga osmosis yakni prosedur transpor zat lintas membran secara pasif (tanpa santunan energi) yang mengharuskan pergerakan zat yang melintasi membran menuruni gradien konsentrasi untuk zat tersebut (menuruni = dari tinggi ke rendah). Secara sederhana, difusi sanggup diartikan sebagai proses perpindahan zat terlalut dari suatu larutan dengan konsentrasi zat terlarut tersebut tinggi (hipertonik) ke larutan yang mempunyai konsentrasi zat tertlarut tersebut rendah (hipotonik). Difusi akan terus berlangsung sampai mencapai titik keseimbangan, di mana larutan donor zat dan larutan resipien zat mempunyai konsentrasi zat terlarut tersebut yang sama (isotonik).

Beberapa teladan difusi sederhana yang biasanya dijadikan studi kasus di Sekolah Menengan Atas yakni penyebaran warna sirup pada minuman, larutnya gula, teh, atau kopi ketika menciptakan minuman, atau larutnya garam pada air ketika menciptakan masakan (kuah).

Gambar 4. Difusi Sederhana, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Osmosis
Osmosis yakni prosedur yang sama dengan difusi, hanya saja keberadaan membran semipermeabel mensugesti "siapa" yang akan berpindah larutan. Pada osmosis, yang berpindah larutan yakni zat pelarut dan bukan zat terlarut. Dengan katan lain, osmosis dalah perpindahan zat pelarut dari suatu larutan yang mempunyai konsentrasi zat pelarut yang tinggi ke larutan yang mempunyai konsentrasi zat pelarut yang rendah. Atau di banyak buku dijelaskan sebagai perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke konsentrasi tinggi (hipertonik) sampai mencapai keseimbangan konsentrasi di kedua larutan.

Contoh osmosis yang paling sering dipersoalkan pada pembelajaran biologi di Sekolah Menengan Atas yakni osmosis pada sel flora (misalnya, kentang) dan pada sel binatang (misalnya, darah atau kulit).
  1. Plasmolisis, sautu osmosis berlebihan yang menjadikan banyak air berpindah ke luar sel tumbuhan, sehingga sel tersebut menjadi mengkerut da kehilangan bobotnya, jawaban sel flora tersebut berada pada lingkungan yang hipertonis. Contoh: kentang pada larutan hipertonis (misalnya, larutan garam atau gula).
  2. Turgid, kebalikan plasmolisis, masuknya air berlebihan ke dalam sel flora yang berada pada lingkungan hipotonis, sehingga menjadikan sel kentang "kembung" dan mengencang. Contoh: kentang pada larutan hipotonis (misalnya, aquades).
  3. Krenasi, hal serupa plasmolisis pada sel tumbuhan, namun terjadi pada sel hewan.

Gambar 5. Contoh Osmosis, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Difusi Terfasilitasi
Kata "terfasilitasi" menunjukan adanya sebuah komponen yang menjadi penyedia fasiliatas bagi berlangsungnya proses transpor jenis ini. Seperti yang telah kita pahami bersama, bahwa protein lah penyedia akomodasi tersebut. Protein membuka jalur "tol" atau "by pass" sehingga memudahkan suatu zat melintasi membran seara pasif. Dengan kata lain, ini yakni jenis transpor zat yang melibatkan saluran protein integral.

Gambar 6. Difusi Terfasilitasi, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Pengankutan oleh Membran
Pengangkutan ini tidak melibatkan gradien konsentrasi, namun juka di luar sel hipertonik terperinci akan lebih mudah. Transpor jeni ini melibatkan keaktifan "gerakan" membran untuk memasukkan (endositosis) atau mengeluarkan (eksositosis) zat dari sel. Ada 3 jenis endositosis, yaitu:
  1. Fagositosis, gerakan aktif membran sel, menyerupai gerakan lengan yang sedang memeluk, untuk menangkap zat masakan di sekitarnya. Biasanya dipakai untuk memasukkan molekul besar.
  2. Pinositosis, gerakan aktif membran sel memasukkan zat yang berada di dekatnya dengan membentuk sebuah cekungan dalam untuk membungkus zat-zat tersebut. Biasanya dipakai untuk memasukkan molekul cair kecil.
  3. Endositosis dengan reseptor, gerakan aktif membran sel memasukkan zat yang menempel pada reseptor yang berada di permukaan luar membran sel.

Gambar 7. Endositosis, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Transpor Aktif
Transpor aktif yakni jenis transpor zat melintasi membran yang melibatkan penggunaan energi (ATP) sebagai pemicu transpor, dikarenakan zat yang akan melintas harus melawan gradien konsentrasinya (hipotonik ke hipertonik). Transpor aktif biasanya dipakai untuk mengangkut ion. Contoh transpor aktif yakni pompa hidrogen pada ketika respirasi energi (transpor elektron), dan pompa Na-K yang umum terjadi di sel saraf (impuls).

Gambar 8. Transpor Ion Hidrogen, sumber: biolgy 9th edition (Campbell, et. al.)

===================

Setiap sel mempunyai kebutuhannya masing-masing, sehingga kompleksitas transpor zat mungkin sama, namun intensitasnya berbeda. Semua dilakukan untuk memenuhi kebutuhan sel tersebut.

Selesai ditulis, oleh Muhammad Zainul Wahid, S.Pd.
di Bandarlampung, 22 Maret 2017

Demikianlah materi prosedur transpor zat melintasi membran sel. Semoga bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih sudah membaca, dan jangan lupa tinggalkan komentar.
Read More

Selasa, 21 Maret 2017

Tentang Sel: Struktur, Fungsi, Dan Proses

Salah satu bahan biologi yang harus dikuasai ketika Sekolah Menengan Atas ialah "sel", khususnya sel eukariotik. Materi sel bahwasanya tidak sulit, dan berdasarkan saya, menakjubkan. Kenapa? Seperti kita ketahui bersama bahwa sel merupakan unit struktural, fungsional, dan herediter terkecil yang sanggup hidup, serta menjadi bab dari makhluk hidup multiseluler. Ketika berguru sel, kita akan menemukan sebuah sistem yang sangat teratur dalam sebuah komunitas yang sangat kompleks, namun tak kasat mata.

Sel Sebagai Unit Struktural

Unit struktural mempunyai pemahaman, berdasarkan saya, sebagai sebuah kesatuan kompleks yang mempunyai beberapa komponen penyusun yang lebih sederhana, dalam hal ini, organel. Selain itu sanggup pula diartikan sebagai satuan penyusun makhluk hidup yang lebih kompleks. Saya lebih suka pemahaman pertama.

Sel Sebagai Unit Fungsional

Unit fungsional merupakan sebuah kesatuan yang sanggup menjalankan acara secara mandiri, di mana setiap fungsi dalam acara tersebut dilakukan oleh komponen (organel) yang berbeda yang saling menunjang. Jika dilihat dari sudut pandang berbeda, maka unit fungsional sanggup berarti satuan daerah berlangsungnya metabolisme yang dilakukan oleh makhluk hidup.

Sel Sebagai Unit Herediter

Herediter berarti pewarisan sifat atau perbanyakan keturunan. Pada sudut pandang ini, unit herediter berarti sebuah kesatuan yang sanggup memperbanyak keturunan dengan mewariskan sifat dari sel sebelumnya. Namun, pendapat yang saya lebih suka ialah sel menjadi distributor utama di mana sifat diwariskan ke keturunan suatu organisme.

Komponen Sel


Dalam menjalankan aktivitasnya, sel didukung oleh banyak komponen yang spesifik menjalankan suatu peranan tertentu. Komponen-komponen tersebut berada dalam suatu tatanan yang sangat rapih, sistematis, dan seimbang, dengan suatu teladan pengaturan yang khas dan komunikasi yang intensif. Komponen-komponen tersebut beserta fungsinya mencakup (gambar 1 dan 2):

Gambar 1. Sel Hewan, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Gambar 2. Sel Tumbuhan, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)

Gambar di atas merupakan citra singkat mengenai komponen sel beserta fungsinya di dalam sel (catatan: tidak ada sel yang penampakannya mirip ini). Peranan khusus masing-masing komponen tersebut akan dibahas pada bahan yang lain, mengingat urgensi bahan "Tentang Sel" ialah untuk mengenalkan sel saja. Namun, beberapa komponen akan tetap saya paparkan pada artikel ini, yaitu:

Nukleus
Nukleus atau inti sel lebih suka saya sebut dengan "The Boss". Karena nukleus mengatur seluruh acara sel dan memilih komponen sel mana yang akan berperan. Selain itu, nukleus juga merupakan distributor pembawa sifat (DNA) yang sangat penting dalam proses hereditas. Nukleus mempunyai sarung yang menutupi seluruh tubuhnya (nukleomembran), namun tetap mempunyai lubang (nukleophore) sebagai pintu masuk distributor genetik (RNA). Nukleus mempunyai inti yang disebut Nukleolus yang dikelilingi oleh benang genetik (kromatin) yang kelak akan menjadi tubuh genetik (kromosom).

Gambar 3. Nukleus, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Retikulum Endoplasma
Bentuknya yang mirip jalur-jalur sempit bahwasanya ialah perpanjangan dari selaput nukleus, namun mempunyai fungsi terpisah. Hal ini mendasari fungsi utama RE ialah transportasi lintas inti sel. RE dibagi menjadi dua sektor, bergairah dan halus. RE bergairah demikian adanya ditempeli oleh protein ribosomal sehingga nampak berbintik-bintik. RE jenis ini berfungsi khusus sebagai pen"sintesis" protein. RE halus berarti tidak ditempeli ribosom. RE jenis ini kadang melaksanakan fungsi sebagai pembentuk membran sel.

Gambar 4. Retikulum Endoplasma, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Aparatus Golgi
Inilah sekumpulan kantung di dalam sel yang berperan sebagai "angkutan" zat melintasi membran. Biasanya zat tersebut berupa ekskret (sisa) atau sekret (zat berguna) mirip enzim, hormon, atau protein lainnya.

Gambar 5. Aparatus Golgi, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Mitokondria
Mitokondria ialah "Pabrik Energi" yang dalam menjalankan kiprah hampir tidak perlu menunggu perintah nukleus. Mitokondria bekerja untuk menghasilkan ATP yang akan dipakai bagi acara sel secara keseluruhan. Bahan bakar utamanya ialah Glukosa. Mitokondria mempunyai dua lapis membran, dan salah satu dari 4 organel yang dilapisi dua membran (Nukleus, RE, Kloroplas, dan Mitokondria). Membran sebelah dalam tersusun berlekuk-lekuk (krista) sebagai "akal-akalan" biar mendapat permukaan yang luas untuk pembentukan energi. Ceritanya, mitokondria juga mempunyai DNA. Kok bisa?

Gambar 6. Mitokondria, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Kloroplas
Tidak semua sel memilikinya. Kloroplas khusus pada sel yang melaksanakan fotosintesis saja, mirip sel tumbuhan. Kloroplas mempunyai pigmen berwarna hijau (Chlorophil) yang menjadikan beberapa organ flora menjadi hijau (misalnya, daun). Kloroplas mempunyai bab fungsional yang disebut tilakoid (grana/granum) dengan ruangan intra seluler yang disebut stroma. Berbeda dengan mitokondria yang memakai glukosa untuk menghasilkan energi, kloroplas memakai energi untuk disimpan di dalam glukosa.
Gambar 7. Kloroplas, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Membran Sel
Komponen penting sekali bagi sel ialah membran sel. Komponen ini merupakan pintu masuk dan keluar banyak sekali zat, yang selektif dan "pilih-pilih". Artinya tidak sembarangan zat yang sanggup masuk. Oleh alasannya ialah itu, membran juga berperan sebagai proteksi, serta akseptor rangsang yang "peka". Membran sel tersusun atas 3 molekul utama, Fosfolipid, Protein, dan Karbohidrat. Ada sebuah prosedur pengaturan masuk-keluarnya zat melalui membran ini, yang akan dibahas pada bahan mekanisme transpor lintas membran.

Gambar 8. Membran Sel, sumber: biology 9th edition (Campbell, et. al.)


Lisosom, Ribosom, Sentriol
Lisosom mirip namanya ialah "Badan Penghancur" yang kerjanya mencerna zat-zat yang haurs dicerna atau dipecahkan mirip racun, patogen, dan zat yang sudah "basi". Ribosom justru membentuk zat gres yang sangat penting bagi tubuh, yaitu Protein melalui rangkaian sintesis protein hasil kerja samanya dengan RE. Sentriol berjumlah sepasang, merupakan gulungan mikrotubula, yang sangat santai dan bekerja sekali seumur hidup sel, yaitu ketika pembelahan sel terjadi.

Sitoplasma
Katanya, merupakan syarat wajibnya suatu sel untuk hidup. Artinya tanpa komponen ini sel akan mati. Sitoplasma ialah cairan sel (yang 90%-nya ialah air) yang penuh dengan zat terlarutnya, menjadi komponen penting bagi sel untuk melaksanakan segala macam acara (metabolisme) dan persinyalan guna menunjang kehidupan sel.

Vakuola, Peroksisom dan Glioksisom
Vakuola merupakan kantung besar yang berisi zat yang sangat penting bagi kehidupan sel, terutama sel tumbuhan, yang usang kelamaan zat tersebut ditukar dengan sampah-sampah organik sisa acara sel. Sementara Peroksisom dan Glioksisom merupakan organel khusus yang fungsinya menangkal radikal bebas tertentu dengan mengubahnya menjadi zat yang tak berbahaya.

Sitoskeleton, Flagel, Mikrovili (Silia)
Sito berarti Sel, dan Skeleton berarti Rangka. Sitoskeleton terdiri dari tiga rangka utama, Mikrotubula yang tebal, mikrofilamen yang tipis, dan filamen antara yang menghubungkan organel satu dengan yang lainnya. Fungsinya sangatlah jelas, sebagai rangka yang sanggup bergerak aktif. Selain itu, mikrotubula bertanggung jawab terhadap pergerakan flagel dan kutub pembelahan pada ketika pemisahan kromosom. Mikrofilamen bertanggung jawab terhadap bentuk sel dan modifikasi membran menjadi mikrovili (silia).

=================


Apakah semua sel mempunyai semua komponen tersebut?
Ada komponen yang dimiliki oleh semua sel Eukariotik, namun ada juga yang tidak. Komponen pada sel binatang ada yang sama dengan komponen pada sel tumbuhan, namun ada yang khusus bagi salah satunya. Seperti flagel, mikrovili, lisosom, sentriol dan peroksisom yang khusus ada pada sel hewan. Sedangakn pada sel flora mempunyai komponen khusus mirip dinding sel, kloroplas, vakuola besar, dan glioksisom.

Selesai ditulis, oleh Muhammad Zainul Wahid, S.Pd.
di Bandarlampung, 20 Maret 2017

Demikianlah pemaparan ringkas bahan "Tentang Sel". Semoga bermanfaat bagi kita semua. Jangan lupa untuk membaca buku, alasannya ialah buku ialah sumber ilmu yang "paten". Terima kasih telah membaca artikel ini, jangan lupa tinggalkan komentar.
Read More