A. Pengertian Respirasi Sel (Katabolisme)
Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses
pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi
(reaksi eksergonik). Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk
adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas
kehidupan.
Pada
prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu
dalam reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari
reaksi oksidasi bahan organik. Akseptor elektron tersebut d iantaranya adalah:
·
NAD
(nikotinamida adenin dinukleotida)
·
FAD (flavin
adenin dinukleotida)
·
Ubikuinon
·
Sitokrom
·
Oksigen
B.
Jenis-jenis
Respirasi
1.
Respirasi aerob
Yaitu respirasi
yang tidak memerlukan oksigen, respirasi ini terjadi melalui berbagai tahapan
yaitu:
a.
Glikolisis
Glikolisis
adalah satu rangkaian tahapan dimana satu molekul glukosa dipecah ke dalam dua
molekul asam piruvat. Sebagai ikatan kimia di glukosa, elektron (dan ion
hidrogen) bergabung dengan NAD + , membentuk NADH. Glukosa dioxidasi dan NAD +
dikurangi. Satu keluaran dari dua ATP
molekul dihasilkan di glikolisis bagi setiap glukosa molekul diproses.
Tapi kebanyakan dari energy yang dilepaskan oleh uraian glukosa dibawa oleh
elektron yang menyertakan NADH.. tahapannya sebagai berikut:
Pertama-tama,
glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang
kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa
6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu
molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat,
yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa
1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang
saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL
(fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas
itulah yang disebut dengan fase investasi energi.
Selanjutnya,
dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan
mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul
fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk1,3-difosfogliserat. Kemudian
masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah
menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing
1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul
ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat.
Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing
2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir,
masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang
kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi
asam piruvat. (lihat bagan)
Setiap
pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk
kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2
molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP,
sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2
molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air
sebagai hasil glikolisis bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak
mencantumkan air sebagai hasil glikolisis.
Gambar 1: Proses Glikolisis
b.
Dekarboksilasi
Oksidatif
Dekarboksilasi
oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah awal
untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada langkah ini 2 molekul asam piruvat yang
terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil
koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.
Gambar 2: Proses Dekarboksilasi Oksidatif
c.
Siklus Krebs
Asetil
KoA yang dihasilkan dalam tahap dekarboksilasi oksidatif akan dioksidasi lebih
lanjut dalam mitokondria tepatnya di matrik mitokondria. Reaksi-reaksi ini
memerlukan sejumlah enzim dan koenzim. Daur kreb dimulai dengan dilepaskannya
gugusan asetil dari Asetil KoA dan bereaksi dengan oksaloasetat membentuk asam
sitrat, dan seterusnya hingga siklus berulang. Hasilnya adalah 2 X 1 ATP, 2 X 3
NADH + ,
dan 2 X 1 . Tahapan daur krebs adalah sebagai berikut:
Gambar 3: Tahapan Proses siklus krebs
d.
Transfor
Elektron
Energi
yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus Krebs ada dua macam.
Pertama, dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP
(guanosin trifosfat). Energi in merupakan energi siap pakai yang langsung dapat
digunakan. Kedua, dalam bentuk sumber elektron, yaitu NADH dan FAD (flavin
adenin dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini dibawa
ke sistem transfor elektron.
Proses
transfos elektren ini sangat kompleks. Pada dasarnya, elektron dan H+ dari NADH
dan FADH2 dibawa darai satu subtrat ke substrat lain secara berantai. Pembawa
elektron dalam transfor elektron antara lain protein besi-sulfur (Fe.S) dan
sitokrom. Selain itu terdapat pula senyawa ubikuinon yang bukan protein. Setiap
kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikat fosfat
anorganik (P) ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat
(O2) sebagai penerima (akseptor), sehinga terbentuk H2O.
Gambar 4:
Tahapan proses Transfor Elektron
2.
Respirasi Aerob
Respirasi
anaerob dapat pula disebut fermentasi atau respirasi intramolekul. Tujuan
fermentasi sama dengan respirasi aerob, yaitu mendapatkan energy. Hanya saja
energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit dari respirasi aerob.
Respirasi aerob
:
C6H12O6 ---- 6
CO2 + 6 H2O + 675 kal + 38 ATP
Respiasi
anaerob:
C6H12O6
------ 2 C2H5OH + 2CO2 + 21 kal + 2 ATP
Pernapasan
anaerob dapat berlangsung didalam udara bebas, tetapi proses ini tidak menggunakan
O2 yang disediakan di udara. Fermentasi sering pula disebut sebagai peragian
alcohol atau alkoholisasi.
Contohnya pada
fermentasi Alkohol.
Pada fermentasi
alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H dari
NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.
CH3.CO.COOH
—–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E
(asam
piruvat) (asetaldehid) (etanol)
Gambar 5: Proses Respirasi Anaerob pada Fermentasi
Alkohol
Baca Juga >> Perbedaan otot polos, otot lurik dan otot jantung
DAFTAR PUSTAKA
Yatim, Wildan.
2003. Biologi Modern Biologi Sel.
Bandung: Tarsito
Labels:
Biologi
Thanks for reading Makalah Respirasi Sel. Please share...!
0 Komentar untuk "Makalah Respirasi Sel"