Organel Apa yang Membantu Molekul Berdifusi Melintasi Membran Melalui Protein Pengangkut?

Sel eukariotik memiliki membran luar yang melindungi isi sel. Namun, membran luar bersifat semi-permeabel, dan memungkinkan bahan tertentu masuk ke dalamnya.

Dalam sel eukariotik, sub-struktur yang lebih kecil disebut organel memiliki membran sendiri. Organel melayani beberapa fungsi berbeda dalam sel, termasuk memindahkan molekul melintasi membran sel atau melalui membran organel.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Molekul dapat berdifusi melintasi membran melalui protein transpor, atau mereka dapat dibantu dalam transpor aktif oleh protein lain. Organel seperti retikulum endoplasma, aparatus Golgi, mitokondria dan peroksisom semuanya berperan dalam transpor membran.

Membran sel eukariotik sering disebut sebagai membran plasma. Membran plasma terdiri dari lapisan ganda fosfolipid, dan permeabel terhadap beberapa molekul, tetapi tidak semua.

Komponen dari fosfolipid bilayer termasuk kombinasi gliserol dan asam lemak dengan gugus fosfat. Ini menghasilkan gliserofosfolipid yang umumnya membentuk lapisan ganda sebagian besar membran sel.

Lapisan ganda fosfolipid memiliki kualitas menyukai air (hidrofilik) di bagian luarnya, dan kualitas anti air (hidrofobik) di bagian dalamnya. Bagian hidrofilik menghadap ke luar sel serta bagian dalamnya, dan keduanya interaktif dan tertarik pada air di lingkungan ini.

Sepanjang membran sel, pori-pori dan protein membantu menentukan apa yang masuk atau keluar sel. Dari berbagai jenis protein yang ditemukan di membran sel, beberapa hanya meluas menjadi bagian dari bilayer fosfolipid. Ini disebut protein ekstrinsik. Protein yang melintasi seluruh lapisan ganda disebut protein intrinsik, atau protein transmembran.

Protein membentuk sekitar setengah dari massa membran sel. Sementara beberapa protein dapat bergerak dengan mudah di lapisan ganda, yang lain terkunci di tempatnya dan membutuhkan bantuan jika harus bergerak.

Sel membutuhkan cara untuk memasukkan molekul yang diperlukan ke dalamnya. Mereka juga membutuhkan cara untuk melepaskan material tertentu kembali. Bahan yang dilepaskan tentu saja dapat mencakup limbah, tetapi seringkali protein fungsional tertentu harus disekresikan di luar sel juga. Membran bilayer fosfolipid mempertahankan fluks molekul ke dalam sel, melalui osmosis, transpor pasif atau transpor aktif.

Protein ekstrinsik dan intrinsik bekerja untuk membantu hal ini biologi transportasi. Protein ini mungkin memiliki pori-pori untuk memungkinkan difusi, mereka dapat bekerja sebagai reseptor atau enzim untuk proses biologis, atau mereka mungkin bekerja dalam respons imun dan pensinyalan seluler. Ada berbagai jenis transpor pasif serta transpor aktif yang berperan dalam pergerakan molekul melintasi membran.

Dalam biologi transportasi, transportasi pasif mengacu pada transportasi molekul melintasi membran sel yang tidak memerlukan bantuan atau energi. Ini biasanya molekul kecil yang dapat dengan mudah mengalir masuk dan keluar sel, relatif bebas. Mereka mungkin termasuk air, ion dan sejenisnya.

Salah satu contoh transpor pasif adalah difusi. Difusi terjadi ketika bahan tertentu memasuki membran sel melalui pori-pori. Molekul esensial seperti oksigen dan karbon dioksida adalah contoh yang baik. Biasanya difusi membutuhkan gradien konsentrasi, artinya konsentrasi di luar membran sel harus berbeda dengan di dalam.

Transportasi yang difasilitasi membutuhkan bantuan melalui protein pembawa. Protein pembawa mengikat bahan yang dibutuhkan untuk transportasi di situs pengikatan. Penggabungan ini membuat protein berubah bentuk. Setelah item dibantu melalui membran, protein melepaskannya.

Jenis lain dari transpor pasif adalah melalui sederhana osmosa. Hal ini biasa terjadi pada air. Molekul air menyerang membran sel, menciptakan tekanan dan membangun "potensi air." Air akan berpindah dari potensial air tinggi ke rendah untuk masuk ke dalam sel.

Kadang-kadang, zat tertentu tidak dapat melewati membran sel hanya dengan difusi atau transpor pasif. Bergerak dari konsentrasi rendah ke tinggi, misalnya, membutuhkan energi. Untuk mewujudkan hal ini, transportasi aktif terjadi dengan bantuan protein pembawa. Protein pembawa memegang situs pengikatan yang melekat pada zat yang diperlukan sehingga mereka dapat dipindahkan melintasi membran.

Molekul yang lebih besar seperti gula, beberapa ion, bahan bermuatan tinggi lainnya, asam amino dan pati tidak dapat hanyut melintasi membran tanpa bantuan. Protein transpor atau pembawa dibangun untuk kebutuhan spesifik tergantung pada jenis molekul yang perlu bergerak melintasi membran. Protein reseptor juga bekerja secara selektif untuk mengikat molekul dan memandunya melintasi membran.

Pori-pori dan protein bukan satu-satunya alat bantu untuk transpor membran. Organel juga melayani fungsi ini dalam beberapa cara. Organel adalah sub-struktur yang lebih kecil di dalam sel.

Organel memiliki bentuk yang beragam dan mereka melakukan fungsi yang berbeda. Organel ini membentuk apa yang disebut sistem endomembran, dan mereka memiliki bentuk transportasi protein yang unik.

Dalam sitosis, sejumlah besar bahan dapat melintasi membran melalui vesikel. Ini adalah potongan membran sel yang dapat memindahkan barang ke dalam sel atau keluar (endositosis atau eksositosis, masing-masing). Protein dikemas oleh retikulum endoplasma dalam vesikel untuk dilepaskan ke luar sel. Dua contoh protein vesikular termasuk insulin dan eritropoietin.

Retikulum endoplasma

Itu retikulum endoplasma (RE) adalah organel yang bertanggung jawab untuk membuat membran dan proteinnya. Ini juga membantu transportasi molekul melalui membrannya sendiri. RE bertanggung jawab untuk translokasi protein, yang merupakan pergerakan protein di seluruh sel. Beberapa protein dapat sepenuhnya melintasi membran RE jika mereka larut. Protein sekretori adalah salah satu contohnya.

Namun, untuk protein membran, sifatnya sebagai bagian dari bilayer membran memerlukan sedikit bantuan untuk bergerak. Membran ER dapat menggunakan sinyal atau segmen transmembran sebagai cara untuk mentranslokasi protein ini. Ini adalah salah satu jenis transpor pasif yang memberikan arah bagi protein untuk melakukan perjalanan.

Dalam kasus kompleks protein yang dikenal sebagai Sec61, yang sebagian besar berfungsi sebagai saluran pori, ia harus bermitra dengan ribosom untuk tujuan translokasi.

Aparat Golgi

Itu Aparatus Golgi adalah organel penting lainnya. Ini memberikan protein akhir, tambahan spesifik yang memberi mereka kompleksitas, seperti karbohidrat tambahan. Ini menggunakan vesikel untuk mengangkut molekul.

Transportasi vesikular dapat terjadi sebagian karena protein pelapis, dan protein ini membantu pergerakan vesikel antara RE dan aparatus Golgi. Salah satu contoh protein mantel adalah clathrin.

Mitokondria

Di membran dalam organel yang disebut mitokondria, banyak protein harus digunakan untuk membantu menghasilkan energi bagi sel. Membran luar, sebaliknya, berpori untuk dilewati molekul kecil.

Peroksisom

Peroksisom adalah sejenis organel yang memecah asam lemak. Seperti namanya, mereka juga berperan dalam menghilangkan hidrogen peroksida berbahaya dari sel. Peroksisom juga dapat mengangkut protein besar yang terlipat.

Para peneliti baru-baru ini menemukan pori-pori besar yang memungkinkan peroksisom melakukan hal ini. Biasanya protein tidak diangkut dalam keadaan penuh, besar, dan tiga dimensi. Sebagian besar waktu mereka terlalu besar untuk melewati pori-pori. Tetapi peroksisom melakukan tugasnya dalam kasus pori-pori raksasa ini. Protein harus membawa sinyal tertentu agar peroksisom dapat mengangkutnya.

Metode yang beragam dari jenis transpor pasif menjadikan biologi transportasi sebagai subjek yang menarik untuk dipelajari. Memperoleh pengetahuan tentang bagaimana bahan dapat dipindahkan melintasi membran sel dapat membantu dalam memahami proses seluler.

Karena banyak penyakit melibatkan protein yang cacat, terlipat dengan buruk atau tidak berfungsi, menjadi jelas betapa relevannya transpor membran. Biologi transportasi juga memberikan kesempatan tak terbatas untuk menemukan cara mengobati kekurangan dan penyakit, dan mungkin membuat obat baru untuk pengobatan.