Difusi terfasilitasi adalah proses dimana molekul atau ion yang spontan melintasi membran biologis dengan bantuan protein membran.
Difusi difasilitasi merupakan transpor pasif zat melalui membran plasma, tanpa mengeluarkan energi metabolik sel, memungkinkan lewatnya substrat (molekul atau ion) dari medium yang lebih terkonsentrasi ke medium yang kurang pekat, melalui mediasi spesifik protein pembawa, enzim. pembawa atau permes, yang ada di sepanjang membran plasma.
Proses difusi terfasilitasi ini terutama digunakan untuk mengangkut karbohidrat, asam amino, vitamin, dan beberapa ion: natrium, kalium, kalsium.
Pengertian
Difusi terfasilitasi (dimediasi saluran) adalah seperti sebuah jembatan di atas sungai yang harus menaikkan dan menurunkan untuk memungkinkan kapal untuk melewati. Ketika jembatan ini diturunkan, kapal tidak bisa melewati ke sisi lain dari sungai.
Demikian pula, sebuah protein saluran terjaga keamanannya sering tetap tertutup, tidak memungkinkan zat ke dalam sel sampai menerima sinyal (seperti pengikatan ion) untuk membuka. Ketika sinyal ini diterima, jembatan (pintu gerbang) terbuka, yang memungkinkan kapal (zat) untuk melewati jembatan dan ke sisi lain sungai (sel).
Difusi terfasilitasi adalah jenis transportasi pasif. Tidak seperti difusi sederhana di mana bahan melewati membran tanpa bantuan protein, transportasi terfasilitasi, juga disebut difusi difasilitasi, bahan berdifusi melintasi membran plasma dengan bantuan protein membran. Sebuah gradien konsentrasi ada yang akan memungkinkan bahan-bahan untuk berdifusi ke dalam sel tanpa pengeluaran energi sel.
Namun, bahan ini ion atau molekul polar yang ditolak oleh bagian hidrofobik dari membran sel. Protein transpor yang difasilitasi melindungi bahan-bahan dari gaya tolak membran, yang memungkinkan mereka untuk berdifusi ke dalam sel.
Transportasi difasilitasi zat bergerak menuruni gradien konsentrasi mereka. Mereka mungkin melintasi membran plasma dengan bantuan Saluran protein.Mekanisme difusi terfasilitasi
Bahan yang diangkut pertama melekat pada protein atau glikoprotein reseptor pada permukaan luar membran plasma. Hal ini memungkinkan bahan yang dibutuhkan oleh sel untuk dihapus dari cairan ekstraselular. Zat tersebut kemudian diteruskan ke protein integral tertentu yang memfasilitasi perjalanan mereka. Beberapa dari protein integral adalah koleksi lembar beta-lipit yang membentuk saluran melalui fosfolipid bilayer. Lainnya adalah protein pembawa yang mengikat dengan substansi dan membantu difusi melalui membran.
Saluran
Protein integral terlibat dalam transportasi difasilitasi secara kolektif disebut sebagai protein transpor; mereka berfungsi sebagai salah satu saluran untuk bahan atau operator. Dalam kedua kasus, mereka adalah protein transmembran. Saluran khusus untuk bahan yang sedang diangkut. Saluran protein memiliki domain hidrofilik yang terkena cairan intraseluler dan ekstraseluler; mereka Sebagai tambahan memiliki saluran hidrofilik melalui inti mereka yang menyediakan pembukaan terhidrasi melalui lapisan membran. Perjalanan melalui saluran memungkinkan senyawa polar untuk menghindari lapisan tengah nonpolar dari membran plasma yang seharusnya memperlambat atau mencegah mereka masuk ke dalam sel. Aquaporins adalah saluran protein yang memungkinkan air untuk melewati membran pada tingkat yang sangat tinggi.
Protein saluran yang baik terbuka setiap saat atau mereka “terjaga keamanannya,” yang mengontrol pembukaan saluran. Lampiran dari ion khusus pada protein channel dapat mengontrol pembukaan atau mekanisme lain atau zat yang mungkin terlibat.
Dalam beberapa jaringan, natrium dan klorida ion lewat dengan bebas melalui saluran terbuka, sedangkan pada jaringan lain, gerbang harus dibuka untuk memungkinkan bagian.
Contoh ini terjadi pada ginjal, di mana kedua bentuk saluran yang ditemukan di berbagai bagian tubulus ginjal. Sel yang terlibat dalam transmisi impuls listrik, seperti saraf dan sel-sel otot, telah terjaga keamanannya saluran untuk natrium, kalium, dan kalsium dalam membran mereka. Pembukaan dan penutupan saluran ini mengubah konsentrasi relatif pada sisi yang berlawanan dari membran ion ini, sehingga fasilitasi transmisi listrik sepanjang membran (dalam kasus sel-sel saraf) atau kontraksi otot (dalam kasus sel-sel otot).
Protein pembawa
Tipe lain dari protein yang tertanam dalam membran plasma adalah protein pembawa. Protein ini mengikat zat dan, dalam melakukannya, memicu perubahan bentuk sendiri, memindahkan molekul terikat dari luar sel ke bagian dalamnya; tergantung pada gradien, materi bisa bergerak dalam arah yang berlawanan.
Protein pembawa biasanya spesifik untuk substansi tunggal. Hal ini menambah selektivitas keseluruhan dari membran plasma. Mekanisme yang tepat untuk perubahan bentuk yang kurang dipahami.
Protein dapat berubah bentuk ketika ikatan hidrogen mereka yang terpengaruh, tetapi hal ini mungkin tidak sepenuhnya menjelaskan mekanisme ini. Setiap protein pembawa khusus untuk satu substansi, dan ada sejumlah terbatas dari protein ini dalam membran apapun. Hal ini dapat menyebabkan masalah dalam mengangkut cukup material untuk sel berfungsi dengan baik.
Beberapa zat yang mampu bergerak ke bawah gradien konsentrasi mereka melintasi membran plasma dengan bantuan protein pembawa. Protein pembawa berubah bentuk ketika mereka bergerak molekul melintasi membran.Contoh dari proses ini terjadi di ginjal. Glukosa, air, garam, ion, dan asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh akan disaring di salah satu bagian ginjal. Filtrat ini, yang mencakup glukosa, kemudian diserap kembali di bagian lain dari ginjal. Karena ada hanya jumlah terbatas protein pembawa untuk glukosa, jika lebih banyak glukosa hadir daripada protein dapat menangani, kelebihan tersebut tidak diangkut; itu dikeluarkan dari tubuh dalam urin.
Dalam individu diabetes, ini digambarkan sebagai “menumpahkan glukosa ke dalam urin.” Sebuah kelompok yang berbeda dari protein pembawa yang disebut protein transpor glukosa, atau gluts, yang terlibat dalam pengangkutan glukosa dan gula heksosa lainnya melalui membran plasma dalam tubuh.
Channel dan protein pembawa bahan transportasi pada tingkat yang berbeda. Protein saluran transportasi jauh lebih cepat daripada protein pembawa. Protein saluran memfasilitasi difusi pada tingkat puluhan juta molekul per detik, sedangkan protein pembawa bekerja pada tingkat seribu sampai satu juta molekul per detik.
Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Difusi Terfasilitasi
Dikarenakan difusi yang difasilitasi ialah mekanisme transportasi pasif, ia dikelola oleh faktor-faktor di lingkungan terdekat di mana transportasi berlangsung. Berikut 4 faktor tersebut :
- Konsentrasi
Difusi difasilitasi bergantung pada energi potensial yang diwakili dengan gradien konsentrasi. Perbedaan yang lebih besar antara sisi konsentrasi tinggi serta rendah, itu berarti gradien yang lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
- Kapasitas protein pembawa
Tingkat pengikatan antara zat yang akan dikirim dan protein bersama dengan kecepatan transfer mempengaruhi laju difusi.
- Jumlah situs protein pembawa
Lebih banyak situs berarti kapasitas difusi lebih tinggi dan difusi lebih cepat.
- Suhu
Reaksi kimia tergantung pada suhu, dan suhu yang lebih tinggi itu berarti kemajuan reaksi lebih cepat dan difusi lebih cepat.
Sedangkan sel dapat mengatur jumlah situs protein pembawa, kapasitas protein pembawa tetap, dan sel mempunyai kemampuan terbatas untuk mengatur suhu proses dan konsentrasi zat di luar sel. Kemampuan untuk menutup kegiatan situs pembawa protein menjadi penting untuk mengendalikan proses sel.
Contoh Difusi Terfasilitasi
- Difusi terfasilitasi : Glukosa
Glukosa merupakan molekul gula yang berfungsi sebagai sumber energi mendasar bagi banyak sel. Di luar sel, aliran darah secara konstan memberikan glukosa sedangkan di dalam sel, metabolisme seluler akan terus-menerus mengonsumsi glukosa. Dampaknya, konsentrasi glukosa di luar sel tetap lebih tinggi daripada konsentrasi di dalam sel, Namun molekul glukosa terlalu besar untuk melalui membran plasma tanpa bantuan. Dengan begitu, sel menyiapkan protein pembawa spesifik glukosa yang mengikat molekul glukosa dan memungkinkan mereka untuk memasuki sel.
- Difusi terfasilitasi : Oksigen
Dalam aliran darah, oksigen diketahui mempunyai afinitas yang sangat tinggi dengan molekul hemoglobin pada permukaan sel darah merah. Dalam difusi difasilitasi oksigen, protein hemoglobin bertindak sebagai pembawa yang membawanya ke dalam sel darah merah.
Selama proses ini, kecepatan difusi oksigen menambah hemoglobin, dan setelah itu, oksihemoglobin yang baru terbentuk akan dipindahkan.
- Difusi terfasilitasi : asam amino dan asam nukleat
Selain glukosa dan oksigen, asam amino dan asam nukleat dibawa ke dalam sel melalui difusi difasilitasi. Sebab strukturnya yang besar dan molekul yang bermuatan, ini saja tidak bisa masuk dan keluar sel melalui difusi sederhana. Selain itu, seperti apa yang berlangsung dengan molekul glukosa, asam amino dan asam nukleat dibantu dengan berbagai protein pembawa dalam proses tersebut.
- Difusi terfasilitasi : ion natrium
Ion natrium berdifusi melewati membran melalui bantuan saluran yang ada di penghalang hidrofobik membran sel. Dalam jenis transportasi ini, energi yang memfasilitasi pergerakan ion berasal dari perbedaan gradien ion, dan tidak ada yang datang dari sistem transportasi. Selain itu, seperti apa yang disebutkan sebelumnya, saluran yang memfasilitasi pergerakan ion natrium menampilkan spesifisitas substrat. contoh Difusi terfasilitasi molekul ion natrium
Kosa kata
- Difusi terfasilitasi: Bagian molekul atau ion yang spontan melintasi membran biologis melewati protein integral transmembran tertentu.
- Protein membran: Protein yang melekat, atau berhubungan dengan membran sel atau organel.
Ringkasan
- Gradien konsentrasi akan memungkinkan ion dan molekul polar berdifusi ke dalam sel, namun bahan ini ditolak oleh bagian hidrofobik dari membran sel.
- Difusi difasilitasi menggunakan protein integral membran untuk memindahkan substansi polar atau bermuatan di seluruh wilayah hidrofobik membran.
- Saluran protein dapat membantu dalam difusi difasilitasi zat dengan membentuk suatu bagian hidrofilik melalui membran plasma di mana zat polar dan bermuatan dapat melewati.
- Saluran protein dapat terbuka setiap saat, secara terus-menerus memungkinkan zat tertentu masuk atau keluar dari sel, tergantung pada gradien konsentrasi; atau mereka dapat terjaga keamanannya dan hanya dapat dibuka dengan sinyal biologis tertentu.
- Protein pembawa membantu dalam memfasilitasi difusi dengan mengikat zat tertentu, kemudian mengubah bentuk mereka untuk membawa zat yang masuk atau keluar dari sel.
