Transport Aktif dalam Sel

            Proses transportnya melawan arah gradien konsentrasi, secara termodinamika bersifat unfavorable karena membutuhkan energi.

     Transport aktif dari molekul kecil atau ion dalam melewati membran sel biasanya dilakukan dengan bantuan protein transporter yang terdapat di membran. Molekul besar akan melintasi membran melalui proses endositosis dan eksositosis.

Berdasarkan protein transporternya, transport terbagi ke dalan tiga bagian, yaitu antiport (dua substrat yang bergerak pada dua arah yang berlawanan), simport (dua substrat yang bergerak pada arah yang sama) dan uniport (bila hanya terdapat satu substrat).

-          Simport, yaitu pada system kotransport (proses transport yang disupport oleh gradien konsentrasi ion.

Gradien ion yang terbentuk dari transport Na⁺ atau H⁺ hasil dari berbagai proses metabolisme dapat menjadi gaya pendorong untuk proses transport, dan disebut juga transport aktif sekunder. Contohnya yaitu sistem kotransport galaktosa permease.

-          Antiport, contohnya yaitu proses pompa Na⁺ dan K⁺ dan prosesnya dibiayai oleh reaksi kimia. Proses transport Na⁺ dan K⁺ dikatalisis oleh enzim Na⁺K⁺ ATPase. Enzim Na⁺K⁺ ATPase mengkopling proses transport dengan hidrolisis ATP. Konversi ATP menjadi ADP dan Pi berlangsung dua tahap:

o   Pembentukan fosfoenzim:

ATP + E ® ADP + P–E

o   Hidrolisis fosfoenzim:

P–E + H₂O ® E + Pi

                  Dalam proses simport ini, 3 ion Na⁺ bergerak keluar untuk tiap 2 ion K⁺ yang masuk ke dalam, proses ini menciptakan pemisahan muatan antar dua bagian membran.

Termodinamika transport ion

o   Perpindahan ion dari satu bagian ke bagian lain dari membran tanpa diikuti perpindahan counter ion akan menyebabkan pemisahan endergonik antara muatan positif dan negatif.

o   Biaya energi transport ion, oleh karena itu bergantung pada beda potensial listrik transmembran dan juga konsentrasi kimia:

DG_t = RT ln (C₂/C₁) + zFDψ

            Z = muatan ion

F = tetapan Faraday (96500 J V-1 mol-1)

Dψ = potensial listrik transmembran (V)

Pada proses di atas, jumlah ion Na⁺ yang keluar lebih banyak dibanding jumlah ion K⁺ yang masuk ke dalam, sehingga bagian dalam sel akan negatif (konsentrasi Na⁺ di dalam sel akan lebih kecil dibanding di luar sel). Perbedaan konsentrasi Na⁺ dan K⁺ akan menyebabkan terjadinya beda potensial.