transport nutrien pada sel; mikrobia berdasarkan kebutuhan sumber karbon dan energi; Mekanisme masuknya nutrien ke sel

1.       Trasnport nutrien yang berkaitan dengan struktur membran sel

Mikrobia menggunakan energi untuk memasukkan ion dan senyawa metabolisme melewati membran sel melawan gradiesn konsentrasi. Transport nutrien pada bakteri membutuhkan energi dan terbagi menjadi 2.  

Pertama transport aktif yang terjadi pada bakteri gram negatif yang memiliki 2 membran. Membran ini terdiri dari sitoplasma yang mengelilingi sel dan membran luar yang membentuk dinding sel. Porins merupakan protein karier pada transmembran yang membentuk saluran  dengan membran luar. Ion dan senyawa metabolit hydrophilic kecil masuk melalui porin dengan cara facilitated diffusion. Selanjutnya akan memasuki ruangan periplasmik, dan protein periplasmik yang spesifik akan berkombinasi dengan ion atau metabolit hasil difusi. Protein periplasmik akan memfasilitasi transport substansi ke sitoplasma menggunakan protein karier spesifik di sel membran. Ketika ATP terhidrolisis, protein karier akan berubah bentuk dan metabolite akan memasuki sitoplasma.

Mekanisme kedua merupakan mekanisme yang terjadi pada seluruh bakteri. Mekanisme ini disebut sebagai phosphotransferase system (PTS).  Pada sistem ini terdiri atas kompleks enzim gula-spesifik  yang disebut sebagai  permeases yang akan membentuk transport sistem melalui membran sel. Energi yang digunakan pada PTS merupakan molekul energi tinggi fosfat phosphoenolpyruvate (PEP). Saat PEP ada di sitoplasma, tersedia energi dan group fosfat ke permease di membran. Permease akan mentrasnfer fosfat ke molekul gula dan menggerakkannya melewati membran. Gula phosphorylated tertransport ke dalam sel dan bersiap menjalani metabolisme.

2.       Pengelompokkan mikrobia berdasarkan kebutuhan sumber karbon dan energi

Organisme yang menggunakan energi dari cahaya disebut sebagai fototrof sedangkan organisme yang memperoleh energi dari zat kimia disebut kemotrof. Organisme yang menggunakan energi dari hanya senyawa anorganik sebagai sumber karbonnya disebut sebagai autotrof. Heterotrof memerlukan nutrien organik sebgai sumber energi. Perbedaannya fototrof, kemotrof, autotrof dan heterotrof terdapat pada tabel 1.

                Tabel 1. Perbedaan anatara fototrof, kemotrof, autotrof dan heterotrof.

Mode nutrisi	Sumber energi	Sumber karbon	Tipe organisme
Autotrof
Fototrof	Cahaya	Karbondioksida	Prokariota fotosintetik, tumbuhan, dan beberapa protista
Kemoautotrof	Zat anorganik	Karbondioksida	Beberapa prokariota
Heterotrof
Fotoheterotrof	Cahaya	Senyawa organik	Beberapa prokariota
Kemoheterotrof	Senyawa organik	Senyawa organik	Prokariota, protista, fungi, hewan dan beberapa tumbuhan

3.       Mekanisme masuknya nutrien ke sel

Nutrien masuk ke dalam sel dapat melalui difusi yang terfasilitasi dan reaksi translokasi group.

Difusi terfasilitasi merupakan masuknya ion dan molekul polar secara difusi dengan bantuan protein transpor yang membentang kedua sisi membran.  Beberapa protein transpor bersifat spesifik, dapat meloloskan beberapa molekul/ ion tetapi tak meloloskan molekul dan ion lainnya.  Karier berperan seperti pintu berputar yang menyediakan kemudahan jalan satu arus untuk pergerakan substansi melewati membran. Molekul karier menjadi jenuh dan molekul yang sama terkadang berkompetisi  untuk karier yang sama. Kejenuhan muncul ketika seluruh molekul karier menggerakkan difusi substansi secepatnya. Dan akibatnya kecepatan difusi mencapai maksimal dan tak dpaat dinaikkan. Ketika karier dapat mentransport lebih dari satu substansi, substansi berkompetisi untuk mendapatkan proprosi untuk konsentrasi mereka.

                Reaksi translokasi group merupakan bergeraknya substansi dari luar sel bakteri menuju dalam ketika substansi mengalami modifikasi kimia sehingga tak dapat mengalami difusi untuk keluar. Akibat termodifikasinya molekul di dalam sel berbeda dengan diluar, gradien konsentrasi tidak terjadi. Reaksi ini membutuhkan energi dari PEP.

Sumber:

Black, J. B.  2008. Microbiology: Principles and Explorations. John Wiley and Sons

Campbell,  N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, M. L., Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, & R. B. Jackson. 2010. Biologi. Erlangga. Jakarta.