Difusi difasilitasi adalah gerakan pasif molekul melintasi membran sel melalui bantuan protein membran.
- Ini digunakan oleh molekul yang tidak dapat dengan bebas melintasi lapisan ganda fosfolipid (mis. Molekul dan ion polar besar)
- Proses ini dimediasi oleh dua jenis protein transpor yang berbeda – protein saluran dan protein pembawa
Apa itu difusi terfasilitasi? Difusi terfasilitasi adalah jenis transportasi pasif. Molekul yang polar atau terlalu besar untuk berdifusi melintasi membran plasma menggunakan difusi sederhana perlu bantuan ekstra untuk masuk atau keluar dari sel. Transport protein yang tertanam dalam membran plasma memungkinkan (mereka membantu memfasilitasi) molekul atau ion ini untuk melintasi membran sel.
Proses difusi terfasilitasi berlangsung spontan. Sama seperti dalam difusi sederhana, molekul secara alami “ingin” berpindah dari area konsentrasi tinggi ke area konsentrasi rendah. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa dalam difusi yang difasilitasi, molekul membutuhkan bantuan ekstra untuk melewati membran sel. Di situlah transportasi protein dalam membran masuk:
Ada dua jenis protein membran yang terlibat dalam jenis difusi ini: protein saluran dan protein pembawa. Protein saluran hampir seperti apa suara mereka. Mereka memungkinkan molekul tertentu melewatinya di kedua arah. Protein pembawa mengikat molekul tertentu dan membiarkannya masuk atau keluar sel.
Dalam transportasi aktif, seperti eksositosis atau endositosis, energi diperlukan untuk memindahkan zat. Protein transpor yang terlibat dalam difusi yang difasilitasi tidak memerlukan energi. Ini karena molekul secara spontan turun gradien konsentrasi mereka.
Protein Pembawa
- Glikoprotein integral yang mengikat zat terlarut dan mengalami perubahan konformasi untuk mentranslokasi zat terlarut melintasi membran
- Protein pembawa hanya akan mengikat molekul tertentu melalui perlekatan yang mirip dengan interaksi enzim-substrat
- Protein pembawa dapat menggerakkan molekul melawan gradien konsentrasi di hadapan ATP (mis. Digunakan dalam transpor aktif)
- Protein pembawa memiliki tingkat transportasi yang jauh lebih lambat daripada protein saluran (dengan urutan ~ 1.000 molekul per detik)
Saluran protein
- Lipoprotein integral yang mengandung pori melalui mana ion dapat menyeberang dari satu sisi membran ke yang lain
- Protein saluran bersifat selektif ion dan dapat diatur untuk mengatur jalannya ion dalam menanggapi rangsangan tertentu
- Protein saluran hanya memindahkan molekul sepanjang gradien konsentrasi (mis. Tidak digunakan dalam transpor aktif)
- Protein saluran memiliki tingkat transportasi yang jauh lebih cepat daripada protein pembawa
Kegunaan: Struktur dan fungsi pompa natrium-kalium untuk transportasi aktif dan saluran kalium untuk difusi difasilitasi dalam akson
Akson sel saraf mengirimkan impuls listrik dengan mentranslokasi ion untuk membuat perbedaan tegangan di membran
Saat diam, pompa natrium-kalium mengeluarkan ion natrium dari sel saraf, sementara ion kalium terakumulasi dalam
Ketika neuron terbakar, ion-ion ini bertukar lokasi melalui difusi yang difasilitasi melalui saluran natrium dan kalium
Saluran Kalium
- Protein integral dengan pori bagian dalam hidrofilik melalui mana ion kalium dapat diangkut
- Saluran ini terdiri dari empat subunit transmembran, sedangkan pori bagian dalam berisi filter selektivitas pada daerah tersempitnya yang membatasi perjalanan ion alternatif.
- Saluran kalium biasanya diberi tegangan-gated dan siklus antara konformasi terbuka dan tertutup tergantung pada tegangan transmembran
Pengertian Difusi Terfasilitasi
Difusi terfasilitasi adalah suatu transpor molekul melintasi selapur biologis melewati gradien konsentrasi melalui suatu molekul pembawa. Selama difusi terfasilitasi, ion besar dan molekul polar dilarutkan dalam air dan secara isitimewa dan pasif diangkut melewati membran sel. Ion polar berdifusi melalui protein saluran trans membran dan molekul besar berdifusi melalui protein pembawa transmembran.
Protein saluran membuat terowongan hidrofobik melewati membran, memungkinkan molekul hidrofobik yang sudah dipilih untuk melewati membran. Beberapa protein saluran ‘dibuka’ di sepanjang waktu dan beberapa protein seperti saluran ion ‘terjaga’. Protein pengangkut seperti permutasi mengubah konformasi mereka sebagai molekul seperti glukosa atau asam amino dibawa melalui mereka. Akuaporin adalah jenis lain dari protein transpor yang memungkinkan air untuk menyeberangi membran dengan cepat.
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 molekul 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 molekul 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.