POMPA PROTON PADA TUMBUHAN

0
149

Pompa proton berperan penting dalam transport melewati membrane tumbuhan

Salah satu transporter aktif yang penting dalam sel tumbuhan adalah pompa proton (proton pump), yang menghidrolisis ATP dan  enggunakan energi yang dibebaskan dari proses ini untuk memompa ion hidrogen (H+) keluar dari sel. Proses ini menghasilkan gradient konsentrasi proton, mengingat konsentrasi H+ lebih  tinggi di luar sel dibandingkan dengan di dalam sel.

Perbedaan atau gradien tersebut merupakan satu bentuk energi yang tersimpan, karena ion hidrogen cenderung berdifusi “menuruni bukit” kembali kedalam sel. Karena pompa proton memindahkan muatan positif, dalam bentuk H+, keluar dari sel, maka pompa itu juga menghasilkan suatu potensial membrane. 

Potensial membrane adalah suatu voltase (perbedaan tegangan), yaitu suatu proses perpisahan muatan-muatan yang berlawanan pada suatu membrane. Pemompaan proton membuat bagian dalam sel tumbuhan menjadi lebih negatif dibandingkan dengan bagian luar sel tersebut.

Voltase ini disebut potensial membran karena pemisahan muatan adalah bentuk suatu energi potensial (tersimpan) yang dapat dimanfaatkan untuk melaksanakan kerja seluler.  

Sel tumbuhan menggunakan energi yang tersimpan di dalam gradient proton dan di dalam potensial membran untuk menggerakkan transport zat-zat terlarut yang berbeda. Perhatikan, misalnya, suatu mekanisme yang digunakan oleh sel akar untuk menyerap kalium dari larutan tanah.

Karena ion kalium bermuatan positif dan bagian dalam dari sel itu bermuatan negatif relatif bila dibandingkan dengan bagian luar sel, potensial membran akan membantu menggerakkan ion K+ ke dalam sel. Karena K+ berdifusi menuruni gradient elektrokimianya, akumulasi ion melalui mekanisme seperti ini mereprentasikan transport pasif.

Namun proses transport aktif H+ lah yang membuat potensial membran tetap terjaga dan memungkinkan sel tetap mengakumulasi K+. Pada kasus lain, energi yang tersimpan melalui pemompaan H+  ternyata dapat digunakan untuk menggerakkan transpor zat terlarut untuk melawan gradient elektrokimianya. 

Misalnya, banyak mineral yang bermuatan negatif, seperti nitrat memasuki sel-sel akar melalui pembawa (carrier) yang memudahkan H+ masuk kedalam sel. Mekanisme ini disebut kotranspor (cotranspor).

Suatu protein transport yang merangkaikan aliran-turun (downhill passage) dari zat terlarut kemiosmosis adalah adanya suatu gradient atau perbedaan proton transmembran yang menghubungkan proses melepaskan energi dengan proses membutuhkan energi dalam
sel.

PERBEDAAN POTENSIAL AIR MENGGERAKKAN TRANSPOR AIR PADA SEL TUMBUHAN

Kelangsungan hidup sel tumbuhan bergantung pada kemampuan menyeimbangkan pengambilan dan pengeluaran air. Pengambilan dan pengeluaran netto air oleh suatu sel terjadi melalui osmosis, yaitu transpor pasif air melewati suatu membran.

Bagaimana kita dapat  memprediksi arah osmosis ketika suatu sel dikelilingi oleh suatu larutan tertentu? Dalam kasus sel tumbuhan, kehadiran dinding sel tumbuhan menjadi faktor kedua yang mempengaruhi osmosis tersebut: adanya tekanan fisik.

Pengaruh gabungan dari kedua faktor ini—konsetrasi zat-terlarut dan tekanan—disebut potensial air (water potensial), disingkat dengan huruf Yunani  psi (ψ ). Hal yang paling penting untuk dipelajari mengenai potensial air ialah bahwa air akan bergerak melewati membran dari larutan dengan potensial air yang tinggi ke potensial air yang lebih rendah.

Misalnya, jika suatu sel tumbuhan dicelupkan ke dalam suatu larutan yang memiliki potensial air yang lebih tinggi dibandingkan potensial
air sel itu sendiri, maka pengambilan air secara osmotic akan dapat menyebabkan sel itu membengkak. Komponen potensial dalam potensial iar mengacu pada energi potensial, yaitu kapasitas untuk melaksanakan kerja ketika air bergerak dari daerah ψ yang lebih tinggi ke daerah dengan ψ lebih rendah.