Apa pentingnya ion-ion bagi sel?
Kalau kita pernah belajar pompa Na-K, sebenarnya apa sih gunanya? Apa cuman buat mengeluarkan 3 ion Na+ dan memasukkan 2 K+ saja? Tentu Tidak!
Guna dari ion-ion ini adalah untuk mempertahankan osmolaritas sel. Lah kenapa harus ion? Memang makromolekul lain tidak bisa berkontribusi untuk osmolaritas?
Pertama-tama kita harus tau bahwa sel-sel itu berada pada lingkungan yang membuatnya harus mengatur keadaan osmotiknya. Bagi sel tumbuhan dan bakteri yang mempunyai dinding, hal ini tidak menjadi masalah, karena sel mereka tidak dapat pecah. Pada amuba, terdapat vakuola kontraktil yang dapat memompa kelebihan air. Bagaimana dengan sel hewan?
Sebelumnya, mari kita bahas tentang sumber yang membuat osmolaritas. Osmolaritas bisa dibilang adalah nilai kepekatan. Semakin tinggi osmolaritas, maka semakin banyak zat terlarut di dalamnya. Bayangkan sebuah sel. Tentu di dalam sel ada banyak sekali molekul yang dapat berkontribusi untuk membuat adanya nilai osmolaritas ini. Simak ya.
1. Makromolekul. Dikatakan makromolekul itu berkontribusi kecil terhadap osmolaritas sel. Alasannya adalah karena ukurannya makro atau besar, dan juga walaupun besar tapi hanya terhitung satu-satu molekul, jadi ibarat gajah makan tempat. Tentu pada area yang sama akan lebih banyak jumlah semut di tanah dari pada jumlah gajah kan. Tapi yang perlu diperhatikan di sini adalah makromolekul ini sangatlah bermuatan, sehingga ia menarik ion-ion anorganik yang berlawanan muatannya. Karena banyak ion-ion yang terikat ini, ion-ion berlawanan ini lah yang memberikan kontribusi besar pada osmolaritas intraseluler.
2. Molekul organik kecil. Sel juga punya banyak persediaan molekul organik kecil, oleh karena proses transpor aktif atau proses metabolik, seperti asam amino, nukletoida, monosakarida. Tentu molekul-molekul ini sebenernya akan susah masuk membran kalau gak ada transporternya. Karena molekul organik ini juga bermuatan, jadi mereka juga memainkan peran dalam osmolaritas intraseluler dengan menarik banyak ion.
3. Ion inorganik. Jadi ini nih si dalang yang berkontribusi sangat besar terhadap
osmolaritas sel. Ion-ion ini akan cenderun masuk ke dalam sel, soalnya di dalam sel ada makromolekul dan molekul organik kecil yang "menarik" ion-ion ini. Kalau ion-ion ini gak dikeluarin, atau gak ada molekul di dalam sel yang berinteraksi dengan ion ini untuk mengatur distribusinya, maka ion-ion ini akan mencapai ekuilibrium dengan konsentrasi yang seimbang dalam dan luar sel. Tetapi, karena keberadaan makromolekul dan metabolit lainnya yang menarik ion ini, akan terjadi efek Donnan: yaitu konsentrasi ion di dalam sel lebih banyak pada saat ekuilibrium.
Sekarang ada MASALAH-NYA
Karena faktor-faktor di atas, kita tahu bahwa sel yang tidk melakukan apapun untuk mengatur osmolaritasnya bakal punya lebih banyak zat terlarut di dalam daripada di luar sel. Akibatnya, air akan masuk (peristiwa osmosis). Bisa bisa sel pecah gara-gara ini.
Tapi, tenang, karena ada SOLUSI-NYA
Sel hewan dan bakteri dapat mengatur osmolaritas intraselulernya dengan memompa keluar ion-ion inorganik, seperti Na+ sehingga sitoplasma mengandung lebih sedikit TOTAL ion inorganik, sehingga mengkompensasi kelebihan molekul organik di dalam sel. (3 Na+ keluar, 2K+ ke dalam, berarti ada netto, membuang 1 ion positif keluar kan) Dengan demikian adanya aliran air yang seimbang antara dalam dan luar sel.
Sel tumbuhan dicegah untuk pecah dengan dindingnya yang kaku sehingga dapat mentoleransi perbedaan osmotik sel tersebut dengan membentuk tekanan turgor, yang melawan gaya aliran air yang terus masuk sel. Banyak protozoa juga bisa mengakali ini dengan vakuola kontraktil
Jadi sebenarnya, bisa dibilang sel hewan itu istimewa, karena mereka selama ini kita belajar ngapain mereka mompa ion, yaitu untuk mempertahankan osmolaritas sel supaya gak pecah :)
Postingan berikutnya kita akan menjelaskan mengenai potensial membran.
Referensi:
Alberts, Bruce et al. Molecular Biology Of The Cell. New York: Garland Science, 2002.
"Study Quantifies The Size Of Holes Antibacterials Create In Cell Walls To Kill Bacteria". News.gatech.edu. N.p., 2016. Web. 10 Nov. 2016.
