3 Pertemuan3 (transport sel & metabolisme sel)

Prévia do material em texto

Transport Materi Intra dan Antar Sel
Rahmaniar Mulyani, S.Si., M.Si.
Transport Sel
	Salah satu fungsi membran sel adalah tempat lalu lalangnya materi yang dibutuhkan, yang tidak dibutuhkan atau materi yang dibutuhkan ruang antar sel. 
	Sistem pemasukan dan pengeluaran materi ini disebut sistem transpor. 
	Dilihat dari materi yang memasuki sel, ada dua kelompok yaitu makro molekul dan mikro molekul. 
	Membran plasma merupakan saringan pemilihan materi yang akan memasuki sel. 
	Dwilapis lipid bersifat impermeable bagi molekul-molekul terlarut dalam air dan molekul bermuatan.
Pengangkutan mikromolekul 
lewat membran sel
	Ada tiga mekanisme pengangkutan mikromolekul, yaitu : difusi sederhana, difusi dipermudah, dan pengangkutan aktif. 
	Difusi sederhana dan difusi dipermudah merupakan transport materi dari daerah konsentrasi tinggi, ke daerah konsentrasi rendah. Pengangkutan ini tidak menggunakan ATP, karena searah dengan gradien konsentrasi, sehingga disebut juga sebagai juga transpor pasif. 
	Sedangkan Transpor materi dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi memerlukan ATP, karena berlawanan dengan gradien konsentrasi sehingga disebut juga transport aktif.
Gambar Transport Aktif dan pasif
Difusi sederhana
	Molekul-molekul yang dapat melewati membran plasma dengan jalan difusi sederhana sangat terbatas jumlahnya. 
	Mikromolekul yang bersifat hidrofobik dapat melewati membran plasma dengan mudah. Sedangkan makromolekul atau molekul yang terion sulit melewati membran plasma. 
	Kemampuan membran plasma untuk memilih molekul yang akan melewatinya disebabkan adanya porus pada membran tersebut. 
	Porus tersebut ada yang menembus molekul protein integral (transmembran), atau terbentuk secara acak pada dwilapis lipid. Porus pada dwilapis lipid terbentuk karena gerakan molekul lipid tersebut.
Difusi dipermudah
	Senyawa yang melewati selaput plasma dengan jalan difusi dipermudah, tidak memerlukan ATP. 
	Namun gerakan senyawa dari luar ke dalam atau sebaliknya bisa lebih cepat dari pada difusi sederhana.
	Hal ini karena ada protein pembawa (carier) yang mampu mempercepat pengangkutan. 
	Molekul protein pembawa setelah mengikat senyawa yang akan dibawa, segera memindahkan senyawa tersebut dari luar ke dalam atau sebaliknya, dengan jalan rotasi berdifusi atau dengan membentuk porus.
Transport Aktif
	Pengankutan senyawa melewati membran plasma dengan melawan gradien, berlangsung sangat rumit. 
	Mekanisme paling sederhana sama dengan difusi dipermudah, namun memerlukan ATP. 
	Salah satu contoh transport aktif adalah pemompaan ion Na+ dan K+. K+di dalam sel dipertahankan selalu lebih tinggi dari pada di luar sel. Sebaliknya konsentrasi ion Na+ di dalam sel dipertahankan selalu lebih rendah dari
	pada luar sel. 
	Untuk itu ion Na+ dan K+ dipompa melawan gradien konsentrasi. Pemompaan dapat berlangsung bila ada ATP.
Pengangkutan makromolekul lewat 
membran sel
	Makromolekul bisa berupa protein, polinukleotida, polisakarida atau mikroorganisme. 
	Bahan-bahan ini tidak dapat lewat membran sel dengan cara difusi ataupun transport aktif, namun sel tetap dapat memasukkan dan mengeluarkan makromolekul-makromolekul tersebut.
	Pengangkutan makromolekul ini sangat berbeda dengan pengangkutan mikromolekul. 
	Pengangkatan makromolekul membutuhkan visikuli.
	Ada tiga cara pengangkutan makromolekul yaitu endositosis, eksositosis, pertunasan (budding).
Endositosis
	Endositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel, dengan cara pelekukan ke dalam (invaginasi) membran sel. 
	Setelah terjadi pelekukan membran sel akan menggenting dan akhirnya terputus sehingga terbentuk vesikuli (endosom) yang berisi makromolekul yang akan diangkut. 
Eksositosis
	Eksositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke luar sel ada dua cara eksositosis yaitu : 
	Cara pertama melalui pelekukan ke luar (evaginasi) membran plasma sehingga akhirnya membran plasma mengenting dan putus dan bahan yang diangkut berada dalam visikuli. 
	Cara yang kedua vesikuli yang ada dalam sel (atau organel) melebur dengan membran plasma dan bahan yang diangkut dilepaskan setelah membran vesikuli terbuka.
Pertunasan
	Pertunasan hampir sama dengan eksositosis yang membentuk vesikuli, hanya istilah ini dipakai untuk tingkat organel saja. Contohnya pada pembentukan lisosom.
	Video Eksositosis dan Endositosis 1
	Video Eksositosis dan Endositosis 2
METABOLISME SEL 
Rahmaniar Mulyani, S.Si., M.Si.
By : Kuntarti , SKp.- faal_metabolisme/ikun/2006
*
Pendahuluan
Sel mengekstraksi energi dari lingkungan 
autotrof : mengambil energi dari sinar matahari pada proses fotosintesis  tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisme berkhlorofil.
heterotrof : mengambil molekul berenergi/organik dari substrat/makanan diantaranya dari sel autotrof.
Sel mensintesis makromolekul untuk menunjang aktifitas hidupnya (gerak dinamik, pembelahan sel, reaksi-reaksi spesifik)
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Komponen sel
Makromolekul: komponen struktural & fungsional utama sel, tdd:
Asam nukleat
Protein
Karbohidrat/ polisakarida
Lemak/ lipid
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Struktur supramolekul
 
Protein asam nukleat polisakarida lipid
Asam amino nukleotida gula sederhana*) gliserol
 asam lemak
 
- ketoacids ribosa pyruvat(C3) asetat (C2)
C3, C4, C5 nitrogen pyruvat (C3) 
 Karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O)
 Nitogen (N), fosfor (P), sulfur (S)
METABOLISME SEL 
	Setiap makhluk hidup melakukan metabolisme dalam tubuhnya untuk menghasilkan energi. 
	Upaya ini dapat dilakukan dengan berbagai kegiatan dalam tubuh baik melalui kegiatan pencernaan, pernafasan, peredaran, pengeluaran maupun pengaturan dan reproduksi.
	Makhluk hidup untuk melakukan aktivitas memerlukan tenaga (energi) yang didapatnya dari makanan yang dikonsumsinya. 
	Pada akhirnya energi ini digunakan untuk aktivitas dan sisanya ada yang dikembalikan ke alam. 
	Pertukaran bahan yang secara terus menerus yang terjadi pada makhluk hidup ini disebut metabolisme.
METABOLISME SEL 
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Metabolisme
Metabolisme meliputi:
1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik) 
  menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi 
 makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan 
 energi yang disuplai dari hidrolisis ATP 
2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik) 
  memecah molekul kompleks menjadi molekul 
 yang lebih sederhana; melepaskan energi yang 
 dibutuhkan untuk mensintesis ATP.
METABOLISME SEL 
	Agar dapat tetap hidup, organisme membutuhkan materi dan energi yang tetap dari lingkungannya. 
	Tahapan metabolisme dimana terbentuknya molekul besar berenergi tinggi berasal dari molekul sederhana berenergi rendah disebut anabolisme. 
	Tahapan metabolisme yang merombak molekul komplek kaya energi menjadi molekul sederhana miskin energi disebut katabolisme.
Metabolisme Sel
	Agar dapat tetap hidup organisme membutuhkan materi dan energi yang tetap dari lingkungannya. 
	Materi dan energi yang dibutuhkan oleh sebagian besar organisasi berasal dari molekul organik yang dimakanya.
	Sebelum dapat dimanfaatkan oleh sel, bahan makanan yang padat terlebih dahulu dirombak menjadi molekul yang relatif kecil dan mudah larut.
	Molekul-molekul ini mengandung 2-4 atom karbon yang dalam proses selanjutnya menghadapi dua pilihan. 
Metabolisme Sel
	Pilihan pertama adalah fungsinyamolekul ini sebagai bahan baku pembuatan gula, asam lemak, gliserol, dan asam amino. Senyawa-senyawa yang terbentuk ini selanjutnya menjadi komponen makromolekul dari sel, seperti : polisakarida, lipid, protein, dan asam nukleat. 
	Tahapan metabolisme dimana terbentuknya molekul besar berenergi tinggi berasal dari molekul rendah berenergi rendah disebut anabolisme. 
	Pilihan kedua adalah molekul yang mengandung 2-4 atom karbon ini dirobek menjadi molekul anorganik yang sederhana seperti CO2 , HO2 dan NH3
	Tahapan metabolisme yang merombak molekul kompleks kaya energi menjadi molekul sederhana miskin energi disebut katabolisme.
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Bahan Makanan sbg Sumber Energi 
4 jenis nutrien utama, yaitu:
Makronutrien (karbohidrat, protein, lipid) menyuplai energi bagi tubuh 
Vitamin membantu penggunaan makronutrien dan mempertahankan jaringan tubuh. 
Mineral mempertahankan homeostasis, dan 
Air sbg pelarut dalam tubuh, dan sbg alat transport untuk mendistribusikan nutrien ke jaringan. 
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Fungsi Makronutrien
	Sumber energi
Energi yang dilepaskan dari ikatan kimia nutrien ialah ATP, fosfokreatin, dan zat molekul berenergi tinggi. Energi ini digunakan untuk transport dan kerja mekanik.
	Sintesis
Makromolekul digunakan untuk mensintesis bahan dasar yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pertahanan sel dan jaringan.
	Simpanan
Jika makanan yang kita makan melebihi kebutuhan tubuh untuk energi dan sintesis, kelebihan nutien tersebut akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Simpanan ini menyediakan energi saat puasa.
faal_metabolisme/ikun/2006
*
Metabolisme bahan makanan
	Absorptive-state: katabolisme  penguraian molekul zat makanan yang besar menjadi molekul yang lebih kecil; rx oksidasi; melepaskan energi/panas; rx eksorgenik; membebaskan elektron
	Post absorptive state/ fasted state: anabolisme  sintesis molekul yang lebih kecil menjadi molekul yang lebih besar; rx reduksi; membutuhkan energi/panas; rx endorgenik; menyerap elektron
	Reaksi eksergonik adalah reaksi kimia spontan di mana produk berada pada tingkat energi yang lebih rendah dibandingkan reaktan; Reaksi ini melepaskan energi. 
	Reaksi endergonik merupakan reaksi kimia tidak spontan di mana produk berada pada tingkat energi yang lebih tinggi dibandingkan reaktan; Reaksi ini mengkonsumsi energi.
	Metabolisme dimana terbentuknya molekul besar berenergi tinggi berasal dari molekul rendah berenergi rendah disebut anabolisme. 
	Molekul-molekul organik menjadi sumber energi bagi organisme heterotrofik ini berasal dari fotosintesis. 
	Pada proses fotosintesis organisasi autotrof mampu menangkap energi matahari untuk sintesis molekul-molekul organik kaya energi dari senyawa anorganik H2O, dan CO2.
Anabolisme
	Kalau fotosintesis itu merupakan proses penyusunan (anabolisme) dimana energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses respirasi itu suatu proses yang sebaliknya, yaitu suatu proses pembongkaran (katabolisme), dimana energi yang tersimpan tadi digunakan untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan.
	Proses pembebasan energi di dalam sel disebut respirasi. 
	Pada respirasi sel, energi kimia dalam makanan diubah menjadi gerak. 
	Peristiwa ini terlihat pada kontraksi otot dan pergerakan molekul-molekul atau ion-ion pada pengangkutan aktif. 
	Disamping itu energi ini juga dapat digunakan untuk reaksi-reaksi yang membentuk senyawa kimia baru, ataupun dibebaskan sebagai panas.
Katabolisme
	Organisme autotrof (tumbuhan dan alga) adalah organisme yang dapat menggunakan energi dari sinar matahari (photoautotrophs) dan senyawa anorganik (lithoautotrophs) untuk menghasilkan senyawa organik seperti karbohidrat, lemak, dan protein. 
	Senyawa karbon yang terbentuk tsb dapat digunakan sebagai sumber energi oleh autotroph dan memberikan energi dalam makanan yang dikonsumsi heterotrof.
	Heterotrof adalah organisme yang tidak dapat memproduksi senyawa karbon dan menggunakan karbon organik untuk pertumbuhan, yang berasal dari organisme autotrof tsb.
	Photoheterotrophs adalah organisme heterotrofik yang menggunakan cahaya untuk energi, tetapi tidak dapat menggunakan karbondioksida sebagai sumber karbon tunggal mereka. Akibatnya, mereka menggunakan senyawa organik dari lingkungan untuk memenuhi kebutuhan karbon mereka. Mereka menggunakan senyawa seperti karbohidrat, asam lemak dan alkohol organik sebagai "makanan" mereka. Contohnya adalah purple non-sulfur bacteria, green non-sulfur bacteria and heliobacteria.
	Chemotrophs adalah organisme yang memperoleh energi dari oksidasi dari donor elektron dalam lingkungan mereka. Molekul-molekul ini dapat menjadi organik (chemoorganotrophs) atau anorganik (chemolithotrophs). Penunjukan chemotroph ini berbeda dengan fototrof, yang memanfaatkan energi surya. Chemotrophs dapat berupa autotrophic atau heterotrofik.
 ddddddd
Cara organisme mendapatkan materi
dari lingkungannya
	Ambil sebuah gelas atau bejana, bagi dua ruangannya dengan menggunakan selembar selopan atau kertas saring. 
	Isilah ruang I dengan cairan glukosa atau molekul atau ion yang konsentrasinya dapat di ukur.
	Isi ruang II dengan air murni, kemudian selang beberapa menit ambillah contoh cairan dari tiap-tiap ruang lalu di ukur konsentrasi glukosa dari masing-masing contoh itu. 
	Konsentrasi pada ruang satu akan turun secara berangsur-angsur dan konsentrasi pada ruang II akan berangsur-angsur naik dan akhirnya pada suatu saat konsentrasi pada kedua ruang jadi sama
1. Difusi
	Bila konsentrasi larutan pada ruang I dan ruang II sudah sama berarti konsentrasi larutan antara ruang I dan ruang II sudah seimbang.
	Pada saat sudah tercapai keseimbangan konsentrasi ini perpindahan molekul glukosa dari ruang I ke ruang II tidak akan terjadi lagi.
	Kecepatan difusi zat melalui membran sel tidak hanya tergantung pada gradien konsentrasi tetapi juga pada muatan dan daya larut dalam lipid dari partikel-partikel tersebut. 
	Pada umumnya zat-zat yang larut dalam lipid yaitu molekul hidrofobik lebih mudah berdifusi melalui membran dari pada molekul hidrofilik.
Difusi
	Sebenarnya osmosis adalah suatu proses difusi dimana tiap pelarut melalui suatu selaput pemeabel secara diferensial. 
	Membran sel yang meloloskan molekul tertentu tetapi menghalangi molekul lain disebut permeable secara diferensial.
	Pada proses osmosis pelarut universal adalah air. 
	Secara sederhana dikatakan bahwa osmosis difusi air melalui selaput permeable secara diferensial dari suatu larutan berkonsentrasi tinggi ke dalam larutan berkonsentrasi rendah.
	konsentrasi disini adalah konsentrasi pelarutnya yaitu air dan bukan konsentrasi dari zat yang terlarut (molekul, ion) dalam air itu. 
	Pertukaran air antara sel dan lingkungannya adalah suatu faktor penting yang disebut dengan nama osmosis.
2. Osmosis
	Endosistosis adalah suatu mekanisme yang menyangkut bahan dari cairan ekstra sel ke dalam sel sehingga bahan yang hendak ditelan semakin dilingkupi dan akhirnya terbentuk gelembung yang dibatasi oleh membran yang akan dilepaskan dari membran sel.
	Endositosis dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu : 
	pinositosi (minum) apabila yang dimasukkan adalah larutan dalam gelembung-gelembung kecil, dan 
	Fagositosis (makan) apabila yang dimasukkan adalah partikel-partikel dalam gelembung besar.
3. Endositosis
	Eksositosis adalah kebalikan dari endositosis. 
	Protein yang dikeluarkan oleh sel-sel berkumpul di dalam sebuah kantong yang dilapisi membran di dalam badan golgi, yang kemudian bergerak ke permukaan sel dimana membrannya lalu melekat pada membran sel dan mengosongkan isinya ke luar. 
	Misalnya sel-sel yang melapisi usus, mensintesis butir-butir lemak dan mengeluarkannya dengan eksositosis.
4. Eksositosis
faal_metabolisme/ikun/2006
*
 karbohidrat lipidprotein
Mulut: pencernaan mekanik & cairan ludah (enzim saliva)
 poli/oligo/disakarida lipid prot & polipeptida
Lambung: enzim pepsin & lipase; asam lambung (HCl)
 poli/oligo/disakarida lipid/trigliserida prot & polipeptida
Usus halus: cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase, amilase, lipase, ribonuklease, deoksiribonuklease, kolesterol esterase); cairan empedu/hati; enzim kelenjar usus (aminopeptidase, dipeptidase, sukrase, mltase, laktase, fosfatase, glukosidase); bakteri usus halus
 monosakarida gliserol,as.lemak asam amino 
 (gluk,frukt,galaktosa) as.fosfat