Tabla de Contenidos
Permeabilitas selektif adalah kemampuan beberapa membran untuk memungkinkan hanya zat terlarut tertentu yang lewat dari satu sisi ke sisi lainnya. Dengan kata lain, ini mengacu pada kemampuan yang diberikannya untuk memilih atau memilih zat terlarut yang dapat lewat dan yang tidak, sehingga mengatur pengangkutan molekul dan ion melalui membran.
Selaput yang menunjukkan permeabilitas selektif bertindak seperti penjaga gerbang klub eksklusif, dengan hati-hati memantau siapa yang masuk dan siapa yang tidak untuk memastikan bahwa hanya orang yang tepat yang ada di dalam. Selain itu, ia juga bertanggung jawab untuk menghilangkan molekul-molekul yang harus keluar. Jenis transpor ini dapat dilakukan baik secara pasif (menurunkan gradien konsentrasi dan tanpa memerlukan energi) atau secara aktif (melawan gradien konsentrasi dan melalui hidrolisis ATP atau GTP).
Membran selektif permeabel versus semipermeabel
Istilah terkait yang sering dibingungkan dengan permeabilitas selektif adalah semipermeabilitas . Memang, banyak ahli biologi dan profesional ilmu kesehatan, serta teks biologi dan kedokteran, menggunakan kedua istilah tersebut seolah-olah sama, padahal ini tidak sepenuhnya benar.
Membran semipermeabel adalah membran yang membatasi lewatnya zat terlarut berdasarkan sifat-sifat seperti ukuran, polaritas, dan muatan listriknya. Dalam pengertian ini, membran semipermeabel yang memungkinkan zat terlarut netral dengan ukuran tertentu untuk lewat akan memungkinkan semua zat terlarut netral dengan ukuran itu atau yang lebih kecil untuk lewat, tetapi tidak akan membiarkan molekul netral yang lebih besar lewat.
Ini adalah prinsip pengoperasian membran semipermeabel yang digunakan untuk desalinasi air laut dengan osmosis balik . Ini adalah membran sintetis polimer dengan pori-pori yang sangat kecil yang hanya memungkinkan lewatnya molekul air dan bukan ion terlarut atau zat terlarut netral lainnya yang lebih besar.
Di sisi lain, membran yang permeabel selektif mungkin permeabel terhadap molekul seperti glukosa, tetapi tidak permeabel terhadap molekul lain, bahkan karbohidrat yang lebih kecil. Alasannya adalah, dalam kasus permeabilitas selektif, selektivitas ini jauh lebih spesifik daripada dalam kasus semipermeabilitas.
Mungkin kebingungan atau alasan mengapa ahli biologi sering menggunakan kedua istilah tersebut secara bergantian adalah karena membran sel adalah salah satu contoh paling terkenal dari membran semipermeabel dan membran permeabel selektif. Faktanya, di dalam sel, semipermeabilitas dan permeabilitas selektif hampir selalu berjalan beriringan dan bekerja sama untuk mengontrol transportasi masuk dan keluar sel dan dengan demikian menjaga keseimbangan kompleks yang membuat setiap sel tetap hidup dan efisien.
Mekanisme selektivitas
Perbedaan mendasar antara selektivitas dan semipermeabilitas adalah mekanisme dimana partikel diperbolehkan atau tidak diperbolehkan untuk berpindah dari satu sisi membran ke sisi lainnya. Dalam kasus membran semipermeabel, osmosis dan difusi sederhana adalah mekanisme transportasi utama. Osmosis terjadi ketika molekul air melintasi membran melalui pori-pori yang dibentuk oleh protein yang disebut aquaporin, bergerak dari kompartemen yang lebih encer ke kompartemen yang lebih terkonsentrasi pada zat terlarut.
Di sisi lain, membran dibentuk oleh lapisan ganda fosfolipid dengan gugus fosfat hidrofilik yang terpapar di kedua sisi membran sedangkan ekor asam lemak hidrofobik terkonsentrasi di tengah. Ini mencegah zat terlarut polar dan ion melintasi membran, tetapi zat terlarut nonpolar kecil seperti oksigen dan karbon dioksida dapat dengan bebas berdifusi dari satu sisi ke sisi lain.
Sebaliknya, selektivitas membran sehubungan dengan lewatnya zat terlarut hampir selalu dimediasi oleh satu atau lebih protein membran. Permeabilitas selektif melibatkan difusi terfasilitasi atau transpor aktif .
difusi yang terfasilitasi
Difusi yang difasilitasi adalah jenis transpor pasif yang dimediasi oleh protein pembawa . Dalam kasus yang khas, protein ini berikatan dengan zat terlarut (atau substrat) di satu sisi membran. Saat zat terlarut mengikat, protein mengubah konformasi, mendorong zat terlarut melintasi membran dan melepaskannya di sisi lain.
Contoh permeabilitas selektif dengan difusi yang difasilitasi
- Contoh klasik dari jenis mekanisme transpor glukosa ini dimediasi oleh keluarga protein yang disebut transporter glukosa (mudah diingat). Ada seluruh keluarga protein pengangkut yang disebut SLC2 yang bertanggung jawab atas pengangkutan selektif karbohidrat spesifik, kation dan anion anorganik, dan zat terlarut lainnya.
Transpor aktif melintasi membran
Dalam kasus transpor aktif , ini mengacu pada transpor zat terlarut melintasi membran melawan gradien konsentrasinya. Dengan melawan gradien ini, energi harus disuplai agar proses dapat berlangsung, oleh karena itu disebut transpor “aktif”.
Ada dua jenis transpor aktif utama, yaitu transpor aktif primer (ketika enzim yang disebut pompa mengangkut zat terlarut secara langsung melawan gradiennya) dan transpor aktif sekunder (di mana satu pompa mengangkut zat terlarut lain melawan gradiennya, dan kemudian gradien ini memberikan energi untuk mengangkut zat terlarut kedua melawan gradiennya sementara yang pertama bergerak menuruni gradiennya.)
Contoh permeabilitas selektif dengan transpor aktif
- Sebagai contoh transpor aktif primer, kita dapat menyebutkan pompa natrium/ kalium , yang menggunakan energi yang terkandung dalam molekul ATP untuk secara bersamaan mengangkut tiga ion natrium keluar dari sel dan 2 ion kalium masuk, dalam kedua kasus satu sama lain. gradien konsentrasi.
- Contoh lain dari transpor aktif adalah pompa proton di membran dalam mitokondria. Dalam kasus khusus ini, energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan proton melawan gradien konsentrasinya berasal dari reaksi redoks rantai respirasi aerobik . Jenis transportasi ini membuat membran dalam mitokondria menjadi membran permeabel selektif.
- Terakhir, sebagai contoh transpor aktif sekunder adalah permeabilitas selektif membran terhadap ion kalsium yang dimediasi oleh antiporter sodium calcium. Antiporter ini menggunakan gradien konsentrasi natrium yang dihasilkan oleh pompa natrium kalium untuk memompa satu ion kalsium keluar dari sel sementara 3 ion natrium masuk ke dalamnya.
Referensi
Fluence Corp. (11 September 2019). Membran Pengolahan Air dan Prosesnya. Diambil dari https://www.fluencecorp.com/es/membranas-de-tratamiento-de-agua/
Pérez, JM dan Noriega B., MJ (). TRANSPORTASI MELALUI MEMBRAN. Buka Peralatan Kursus. Diambil dari https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%25204-Bloque%2520II-Transporte%2520a%2520traves%2520de%2520Membrana.pdf
Permeabilitas selektif (sf). kamus medis. Diperoleh dari https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/permeabilidad-selectiva
Sagle, A. & Freeman, B. (2004). Dasar-dasar Membran untuk Pengolahan Air. Diambil dari https://texaswater.tamu.edu/readings/desal/membranetechnology.pdf
Selaput semi permeabel (sf). Jurnal Sains & Teknologi Membran. Diambil dari https://www.longdom.org/peer-reviewed-journals/semipermeable-membrane-6018.html
