1. Peranan
Sitoplasma, Mitokondria, Dan Ribosom Dalam Metabolisme Sel.
a.
Sitoplasma
Sitoplasma berfungsi
sebagai tempat penyimpanan bahan bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel,
seperti enzim-enzim, ion-ion, gula, lemak dan protein. Sitoplasma adalah tempat
dimana semua pekerjaan dalam sel dilakukan. Nutrisi yang diserap, diangkut, dan
diproses dalam sitoplasma. Sitoplasma juga menyediakan struktur fisik untuk
sel. Sitoplasma memainkan peran mekanik, yaitu (misalnya) untuk mempertahankan
bentuk, konsistensi sel dan memberikan suspensi kepada organel. Ini juga merupakan
tempat penyimpanan bahan kimia diperlukan untuk kehidupan. Reaksi metabolik
penting terjadi di sini, misalnya glikolisis anaerob dan sintesis protein.
Didalam sitoplasma itulah berlangsung kegiatan pembongkaran dan penyusunan zat
zat melalui reaksi kimia. Misalnya proses pembentukan energi, sintesis asam
lemak, asam amino, protein dan Nukelotida. Sitoplasma “mengalir” di dalam sel
untuk menjamin berlangsungnya pertukaran zat agar metabolisme berlangsung
dengan baik.
b.
Mitokondria
Mitokondria berfungsi sebagai pabrik energi sel
yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan
berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2¬
menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga
puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi,
sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses
pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima
tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada
membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses
transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri dari
kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks
III (koenzim Q – sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan
juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT).
Gambar
Mitokondria
c.
Fungsi Ribosom
1. Sebagai tempat sintesis protein
2. Mesin yang mengatur dan memilih komponen-komponen yang terlibat dalam
sintesis protein.
3. Untuk mengikat asam-asam amino yang ada dalam sitoplasma.
Gambar Ribosom
2. Mekanisme
Transport Melalui Membran Plasma
Mekanisme transpor pada membran adalah proses
keluar masuknya molekul melewati membrane sel. Berbagai macam
molekul, seperti glukosa, oksigen, dan karbondioksida senantiasa harus melewati
membran sel untuk keluar-masuk sel dalam proses metabolisme.
Transpor zat melalui membran plasma bertujuan :
Ø
Memasukkan
gua, asam amino, dan nutrien lain yang diperlukan sel.
Ø
Memasukkan
oksigen (O2) dan mengeluarkan karbon dioksida (CO2) pada proses respirasi sel.
Ø
Mengatur
konsentrasi ion anorganik di dalam sel, contohnya ion Na+, K+, dan Ca2+.
Ø
Membuang
sisa-sisa metabolisme yang bersifat racun.
Ø
Menjaga
kestabilan pH.
Ø
Menjaga
konsentrasi suatu zat untuk mendukung kerja enzim
Transpor zat dapat dibedakan menjadi 2, yaitu :
1.
Transpor
aktif
Pergerakan molekul melawan
gradien konsentrasi (atau membran), dari konsentrasi rendah ke konsentrasi
tinggi sehingga memerlukan energi. Sember energi yang diperlukan berupa ATP
(adenosin trifosfat). Transpor
aktif meliputi pompa ion, kotranspor, dan endositosis-eksositosis.
1) Pompa ion
Pompa
ion adalah transpor ion melalui membran dengan pertukaran ion dari dalam sel
dan ion di luar sel. Mekanisme pompa ion terjadi akibat perubahan bentuk pada
protein membran sehingga memungkinkan molekul bisa melewatinya untuk keluar
atau masuk sel. Perubahan bentuk tersebut dilakukan menggunakan energi ATP.
Seperti ditunjukkan pada Gambar di atas, pompa
natrium-kalium mengangkut ion Na+ dan ion K+dengan cara sebagai berikut:
1.
pompa
Natrium-kalium mengikat ATP dan tiga ion Na + intraseluler.
2.
ATP
dihidrolisis menghasilkan adenosin difosfat (ADP) dan fosfat anorganik. Fosfat
bebas memfosforilasi pompa natrium-kalium.
3.
Perubahan
konformasi pada pompa mengekspos ion Na+ ke luar.
4.
Bentuk
pompa yang terfosforilasi memiliki afinitas ion Na + lebih rendah, sehingga mereka dilepaskan.
Pompa mengikat dua ion K + ekstraseluler.
Hal ini menyebabkan defosforilasi pompa, kembali ke keadaan konformasi
sebelumnya, mengangkut ion K + ke dalam
sel.
5.
Bentuk
pompa yang tidak terfosforilasi memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk
Na + ion daripada ion K +, sehingga dua ion K + yang terikat dilepaskan.
6.
ATP
mengikat, dan proses dimulai lagi.
2) Kotranspor
Kotranspor adalah
transpor aktif dari zat tertentu yang dapat menginisasi transpor zat terlarut
lainnya. Kotranspor dilakukan oleh dua protein transpor dengan energi ATP.
Contoh : pompa proton H+ yang menggerakkan transpor sukrosa pada sel
tumbuhan, kemudia ion H+ yang keluar membawa sukrosa untuk memasuki protein
transpor lainnya. Mekanisme transpor H+ berguna untuk memindahkan sukrosa hasil
fotosintesis ke pembuluh daun dan selanjutnya didistribusikan ke akar.
3) Endositosis-eksositosis
Endositosis
adalah transpor makromolekul dan materi ke dalam sel dengan cara membentuk
vesikula baru dari membran plasma. Endositosis dibagi menjadi 2, yaitu pinositosis dan
fagositosis. Sedangkan, eksositosis adalah transpor makromolekul dan materi ke
luar sel dengan membentuk vesikula baru.
2.
Transpor
pasif
Transpor pasif
merupakan pergerakan molekul mengikuti gradien konsentrasi, dari
konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi rendah, sehingga tidak memerlukan
energi. Transpor
pasif meliputi difusi, difusi dipermudah, dan osmosis.
1) Difusi
Difusi adalah
peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari
bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Difusi akan
terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai
keadaan seimbang dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun
tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada
cairan teh tawar, lama kelamaan teh itu menjadi manis. Faktor yang memengaruhi
kecepatan difusi :
Ø
Ukuran
partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan
bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.
Ø
Ketebalan
membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.
Ø
Luas
suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.
Ø
Jarak.
Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
Ø
Suhu.
Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih
cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya
2) Osmosis
Osmosis
adalah pergerakan air dari konsentrasi yang lebih tinggi ke rendah melewati
membran semipermeabel. Contoh peristiwa osmosis adalah air laut yang meskipun
memiliki beragam jenis zat terlarut, molekul airnya tetap akan bergerak ke
larutan gula yang konsentrasinya lebih tinggi.
Efek
osmosis :
Jika
konsentrasi larutan sel lebih rendah dibandingkan konsentrasi lingkungan
sekitarnya, maka air akan segera bergerak ke luar meninggalkan sel secara
otomatis, akibatnya sel menyusut dan mati (PLASMOLISIS).
Jika
konsentrasi larutan sel lebih tinggi dibandingkan konsentrasi lingkungan
sekitarnya, maka air akan segera bergerak masuk ke dalam sel secara otomatis,
akibatnya sel membengkak dan pecah, kecuali pada sel tumbuhan hanya
menggelembung dan menegan
3) Difusi terfasilitasi
Difusi terfasilitasi yaitu proses difusi yang dibantu
oleh protein pembawa (Carrier protein) seperti proses
pengangkutan glukosa dari lumen usus ke dalam pembuluh darah usus halus.
Molekul-molekul yang
melewati membran sel dengan difusi terfasilitasi adlah molekul-molekul yang
beurkuran besar seperti glukosa maupun molekul-molekul kecil seperti ar yang
memiliki protein membran khusus sebagai media transpor.
0 komentar:
Posting Komentar