KOMPOSISI KIMIA MEMBRAN SEL DAN FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERMEABILITAS WAHYU DWISA PUTRA(1610422056) Kelompok 2 B (kelas A) 1) Program Studi Biologi FMIPA Universitas Andalas Padang Email:
[email protected]
ABSTRAK
Praktikum komposisi kimia membran sel dan faktor yang mempengaruhi permeabilitas ini dilaksanakan pada hari Senin, 7 September 2015 pukul 08.00 WIB sampai selesai di Laboratorium Pendidikan 4 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Andalas Padang. Percobaan ini bertujuan untuk melihat pengaruh berbagai perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas membran sel. Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini adalah mikroskop, gelas objek, kaca objek dan cover, pisau silet, pipet tetes, tabung reaksi, mikropipet, alat pengebor gabus dan pinset. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu Daucus yaitu Daucus carota, carota, air destilat, metanol, aseton, sukrosa, dan tertiary butyl alcohol. Dapat disimpulan bahwa suhu dan senyawa kimia dapat mempengaruhi nilai absorban. Semakin tinggi suhu yang diberikan, maka nilai absorban akan semakin besar. Aseton memiliki nilai absorban lebih besar dari pada methanol. Kata kunci: Aseton, kunci: Aseton, Daucus carota, Methanol, Permeabilitas
PENDAHULUAN
Sel adalah unit terkecil kehidupan yang terdiri dari tiga komponen utama yaitu membran, sitoplasma, dan inti. Membran atau plasmalemma menyelubingi sel dengan fungsi mengatur keluar masuknya zat, menyampaikan atau menerima rangsang, dan strukturnya terdiri dari dua lapisan lipoprotein yang diantara molekul terdapat pori. (Yatim, 2000). Jaringan dewasa mengandung sebuah lapisan tipis protoplasma yang mengelilingi vakuola inti yang terletak di dinding sel. Dinding sel yang
mempunyai banyak pori merupakan suatu proporsi penting dari sebuah struktur sel yang tidak hanya berupa sebuah penghalang dari larutan yang akan masuk. Batasan ini merupakan jalur untuk keluar masuknya larutan ke dalam sel dan berupa dua lapisan membran. Membran ini tipis untuk dilihat dan secara mikroskopis berbeda dari protoplasma. Membran ini dapat dikenali dengan mudah karena komponen selektif permeabelnya. (Bonner, 1961). Peranan membran dalam aktivitas seluler yaitu mengatur keluar
masuknya bahan antara sel dengan lingkungannya, antara sel dengan organelorganelnya. Selain itu membran juga berperan dalam metabolisme sel. Berdasarkan dari komposisi kimia membran dan pemeabilitasnya terhadap solut maka dapat disimpulkan bahwa membran sel terdiri atas lipid dan protein. Pada membran terdapat lapisan ganda dan molekul-molekul posfolipid yang letaknya teratur sedemikian rupa sehingga ujung karbon yang hidropobik terbungkus sedemikian rupa di dalam sebuah lapisan amorf dalam senyawa lipid. Komponen protein membran digambarkan sebagai suatu selaput yang menutupi kedua belah permukaan dan lapisan biomolekul posfolipid. (Prawiranata, 1981). Kemampuan sel untuk membedakan pertukaran kimiawi dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa terjadi. (Kimball, 2000) Adanya sifat hidrofobik di bagian tengah lapisan lipid membran plasma menyebabkan membran tersebut tidak mudah ditembus oleh molekul polar, sehingga membran sel mencegah keluarnya komponen-komponen dalam sel yang larut dalam air. Namun, sel juga memerlukan bahan-bahan nutrisi dan membuang limbahnya ke luar sel. Untuk memenuhi kebutuhan ini, sel harus mengembangkan suatu system atau mekanisme khusus untuk transpor melintasi membran sel (Subowo, 1995). Menurut Gelston (1961), membran sangat beragam, tetapi permeabilitas dapat terjadi tanpa menghiraukan bagaimana fungsi membran selama pergerakan larutan lebih dibatasi dibandingkan pergerakan air.
Perbedaan permeabilitas sangat bergantung pada besar kecilnya molekul yang lewat dan ditentukan dengan besarnya pori-pori membran. Tapi pada membran plasma sel hidup besarnya molekul tidak berpengaruh, hal ini disebabkan adanya kaitan antara kelarutan zat dalam salah satu komponen membran (Akkerman, 1998). Selain itu, permeabilitas membran sel dipengaruhi oleh ukuran solut, kelarutan lemak, derajat ionisasi, pH, dan temperatur. Ukuran solut yang cenderung semakin besar, serta derajat ionisasi yang semakin tinggi menyebabkan kemampuan permeabilitas membran cenderung menurun, sedangkan pengaruh temperature dan pH yang tinggi membuat membran sel menjadi lebih mudah mengalami denaturasi (Dwijoseputro, 1994). Beberapa teori-teori klasik tentang permeabilitas mempunyai kesulitan dalam menjelaskan gejalagejala yang teramati. Seperti peleburan zat terlarut pada membran oleh pelarut. Semua perrcobaan permeabilitas membran melibatkan sistem yang tidak seimbang yang berubah sepanjang lintasan tidak baik apabila beberapa molekul yang tidak dapat menemdus lubang batas itu. Bermuatan pada membran akan terjadi potensial, untuk
potensial ini dinamakan potensial dominan. Dalam hal ini konsentrasi keseimbangan ion dari dua belah sisi membran berbeda. Proses tercapainya keseimbangan dari berbagai keadaan tidak seimbang merupakan contoh termodinamika larutan balik yang terjadi pada sistem biologi. Membran mempunyai dua fungsi yaitu memberikan kerangka luar dari proses kehidupan dan pemisahan sitoplasma menjadi bahang. Membran memisahkan protoplasma menjadi bagian-bagian tetapi pemisahan itu selektif. (Lovelles, 1991). Percobaan ini bertujuan untuk melihat pengaruh berbagai perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas membran sel.
PELAKSANAAN PRAKTIKUM 1. Waktu dan Tempat Praktikum ini dilaksanakan pada hari Senin tanggal 29 Agustus 2017, dari pukul 13.30 WIB sampai selesai di Laboatorium Pendidikan 4 Jurusan Biologi Fakultas Matemátika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas Padang. 2. Alat dan Bahan 2.1 Alat Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini adalah mikroskop, gelas objek, kaca objek dan cover, pisau silet, pipet tetes, tabung reaksi, mikropipet, alat pengebor gabus dan pinset.
2.2 Bahan
Adapun bahan tanaman yang digunakan yaitu Daucus carota. Serta bahan kimianya yaitu air destilat, metanol, aseton, sukrosa, dan tertiary butyl alcohol. 3. Cara Kerja Pengaruh Suhu dan Senyawa Kimia Terhadap Permeabelitas Membran Sel
Dipilih salah satu Daucus carota yang besar, dicuci bersih dengan air kran dan kalau perlu disikat. Dengan bantuan bor yang bergaris tengah 1 cm (tengahnya berlubang), dipotong 12 potongan yang berbentuk silinder. Dipotong bentuk silinder dengan ketebalan potongan 1 cm. Kemudian dicuci semua potongan umbi di bawah air mengalir (air kran) selama 10-15 menit untuk menghilangkan pigmen pada permukaan. 3.1 Perlakuan Panas Disiapkan penangas air dengan mengisi 2/3 bagian dari gelas piala yang berukuran 1000 mL dengan air, dan dipanaskan di atas api atau hot plate. Dengan pinset atau jarum panjang, dimasukkan potongan umbi ke dalam gelas piala yang telah dipanaskan sampai suhu 700 C (diletakkan termometer dalam gelas piala) selama 1 menit. Kemudian dipindahkan potongan umbi dari gelas piala ke dalam suatu tabung reaksi yang berisi 15 ml air pada suhu kamar. Setelah itu, air di dalam gelas piala dibiarkan berangsur-angsur dingin, lalu dimasukkan potongan umbi masing-
masing sepotong pada suhu 800 C, 700 C, 600 C, 500 C, 45C C selama 1 menit. Kemudian dipindahkan potongan-potongan Daucus carota yang direndam dalam air panas ke dalam tabung reaksi yang berisi air destilat pada suhu kamar. Sebagai kontrol, diletakkan satu potong ke dalam tabung reaksi yang berisi 15 ml air destilat. Setelah diinkubasi selama 1 jam, dikocok tabung reaksi dan secara bergantian dituangkan rendaman tadi ke dalam kuvet dan diukur masing-masing absorbannya pada panjang gelombang 540 nm pada spektrofotometer.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1.
Perlakuan Panas
Tabel 1. Nilai absorban perlakuan panas Nilai absorban Suhu (nm) 450 500 600 700 800
C C C C C
0,005 0,014 0,020 0,007 0,001
3.2 Perlakuan Dingin Dimasukkan masing-masing 1 potongan Daucus carota ke dalam freezer dengan dua suhu berbeda yaitu 00 C dan 50 C. Potongan yang sudah membeku kemudian dicuci dengan cepat dengan air kran dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 15 ml air. Sebagai kontrol, diletakkan satu potong ubi jalar yang tidak didinginkan dalam tabung reaksi dengan 15 ml air. Setelah diinkubasi selama 1 jam, diukur jumlah pigmen relatif dalam larutan perendam dengan spektrofotometer. 3.3 Perlakuan dengan Senyawa Kimia Diletakkan satu potong silinder masing-masing ke dalam 15 ml larutan Aseton dan methanol. Diinkubasi selama 1 jam dan diukur absorbannya.
Gambar 1. Inkubasi porongan Daucus carota dengan perlakuan panas Pada perlakuan panas, semakin tinggi suhu yang diberikan maka nilai absorban akan semakin besar. Karena semakin tinggi suhu, menyebabkan membran semakin rusak akibatnya semakin banyak pula isi sel yang ke luar. Menurut Lovelles (1991), komponen membran tersusun atas lipid dan protein. Jika suhunya terlalu tinggi, protein akan mengalami denaturasi kemudian meyebabkan isi di dalam sel ke luar karena protein penyusun membran selnya rusak. Akan tetapi, pada percobaan didapatkan hasil yang tidak sesuai dengan literatur. Bahkan pada suhu nilai absorban tertinggi terdapat pada suhu 700 C sebesar 0,07. Hasil ini
menunjukkan bahwa larutan berdifusi ke dalam sel. Kemungkinan terjadi kesalahan dalam percobaan ini disebabkan oleh beberapa hal, salah satunya jaringan yang dipotong tidak sama besar.
2.
Tabel 3. Nilai absorban perlakuan senyawa kimia Suhu Nilai absorban Aseton
0,89
Methanol
-0,09
Perlakuan Dingin Pada perlakuan kimia digunakan dua larutan
Tabel 2. Nilai absorban perlakuan dingin Suhu Nilai absorban 00C 50C
0,016 0,018
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa nilai absorban terbesar terdapat pada suhu 50 C yaitu sebesar 0,018. Hal ini berarti pada suhu 50 C, membran mengalami kerusakan yang lebih parah dibandingkan dengan suhu 00 C. Suhu ini mungkin terlalu ekstrim bagi ketahanan membran karena membran tidak tahan terhadap suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. Hal ini disebabkan oleh air di sekitar umbi yang berubah bentuk menjadi kristal-kristal es sewaktu perendaman. Menurut Willking (1989), kristal-kristal es memiliki permukaan yang tajam, sehingga dapat merusak membran sel dan mengoyaknya, tidak hanya sekadar membuat membrane sel terdenaturasi seperti pada perlakuan panas. Sehingga dapat menyebabkan pigmen pada tumbuhan keluar ke lingkungan. 3.
Perlakuan dengan Senyawa Kimia
yaitu metanol (CH3OH) dan aseton ( CH3COCH3). Dari tabel di atas dapat diketahui nilai absorban yang paling besar yaitu pada perlakuan dengan senyawa kimia aseton sebesar 0,89 pada panjang gelombang 540 nm pada suhu 60o C. sedangkan yang paling kecil adalah -0,09 pada perlakuan panas dengan suhu 50o C. Menurut Dwijoseputro (1994), perbedaan permeabilitas sangat bergantung pada besar kecilnya molekul yang lewat dan ditentukan dengan besarnya pori-pori membran. Tapi pada membran plasma sel hidup besarnya molekul tidak berpengaruh, hal ini disebabkan adanya kaitan antara kelarutan zat dalam salah satu komponen membran. Pada perlakuan dengan aseton, absorban yang didapat cukup besar karena sel mengalami difusi ke luar sel. Terjadinya difusi dari dalam ke luar sel ini disebabkan karena membran sel mengalami kerusakan yang lebih parah dibandingkan dengan perlakuan yang lain. Kerusakan ini disebabkan karena membran sel tidak tahan terhadap aseton.
Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan
1. Suhu mempengaruhi nilai absorban pada larutan. Semakin tinggi suhu yang diberikan, maka nilai absorban akan semakin besar. 2. Nilai absorban dengan suhu 50 C lebih besar dari pada 00 C. 3. Nilai absorban dengan pemberian aseton lebih besar dari pada dengan metanol Saran Untuk praktikum kedepan disarankan untuk memperhatikan ukuran potongan umbi dan waktu umtuk pemanasan agar hasil yang didapatkan lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Bonner,
J. 1961. Priciples of Plant Physiology. Canada : Pasadena. Lovelles. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropika. Bandung : Gramedia Pustaka Utama. Kimball, J.W. 2000. Biologi Jilid I. Jakarta : Erlangga. Gelston, A. 1961. The Life of Green Plant. New Jessey : Prentice Hall. Prawinata, Dasar Fisiologi Bandung : ITB.
W.
1981. DasarTumbuhan Jilid I .
Willking. 1989. Fisiologi Tanaman II . Bandung : Bina Angkasa. Yatim, W. 2000. Embriologi. Semarang : CV. Tarsito. Dwijoseputro, D. 1994. Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia.
Pengantar
Akkerman, Eugene. 1998. Ilmu Biofisika. Jakarta: Erlangga. Subowo. 1995. Biologi Sel . Bandung : Angkasa.