View
105
Download
5
Category
Preview:
DESCRIPTION
q
Citation preview
Biologi Sel "Respirasi Sel"
RESPIRASI SEL
Didalam setiap sel hidup terjadi proses metabolism. Salah satu proses tersbut adalah katabolisme.
Katabolisme disebut pula disimilasi, karena dalam proses ini energy yang tersimpan ditimbulkan
kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan proses – proses kehidupan .
Respirasi sel berlangsung didalam mitokondria melalui proses glikolisis, yakni proses
pengubahan atom C6 menjadi C3. Dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi oksidatif yang
mengubah senyawa C3 menjadi senyawa C2 dan C1 (CO2). Kemudian daur krebs mengubah
senyawa C2 menjadi senyawa C1(CO2¬).
Pada setiap tingkatan ini dihasilkan energy berupa ATP (adenosine Tri Phosphat) dan Hidrogen .
hydrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor hydrogen untuk dibawa ke transfer electron
; energynya dilepaskan dan hydrogen diterima oleh O2 menjadi H2O .
Didalam proses respirasi dihasilkan senyawa antara CO2 yang merupakan bahan dasarproses
anabolisme. Didalam proses respirasi sel bahan bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran
tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga reaksi keseluruhan dapat ditukis sebagai berikut :
C6h12O6 + 6 CO2 ---------------- 6 CO2 + 6H2O + 675 kal
Dalam respirasi aerob. Gula heksosa mengalami pembongkaran dengan proses yang
sangat panjang. Pertamakali glukosa sebagai bahan dasar mengalami fosfolarisasi, yaitu proses
penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa hingga menjadi fruktosa -1, 6 – difosfat.
Pada fosforilasi , ATP dan ADP memgang peranan penting sebagai pengisi fosfat.
Adapun pengubahan fruktosa – 1 , 6 – dipospat hingga akhirnya menjadi CO2 dan H2O
dapat dibagi menjadi empat tahap , yaitu glikolisis, reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif),
siklus krebs, dan transfer electron.
1. GLIKOLISIS
Adalah rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan
menghasilkan NADH dan ATP. Sifat – sifat glikolisis ialah:
a. Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob
b. Dalam glikolisis terdapat kegiatan enzimatis dan AdenosineTrifosfat (ATP) serta Adenosine
Difosfat (ADP)
c. ADP dan ATP berperan dalam pemindahan fosfat dari molekul satu ke molekul lainnya.
Glikolisis adalah rangkaian reaksi yang mengkonversi glukosa menjadi piruvat. Pada
organisme aerob, glikolisis adalah pendahuluan jalur asam sitrat dan rantai transport electron,
saat sebagian besar energi bebas glukosa dihasilkan. Sepuluh reaksi glikolisis terjadi di dalam
sitosol. Pada tahap pertama, glukosa dikonversi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat melalui reaksi
fosforilasi, isomerisasi dan fosforilasi kedua. Dua molekul ATP dipakai per molekul gukosa pad
reaksi-reaksi ini. Pada tahap kedua, fruktosa 1,6-bifosfat dipecah oleh aldolase membentuk
dihidroksiaseton fosfat dan gliselaldehida 3-fosfat, yang mudah mengalami interkonversi.
Gliseraldehida 3-fosfat kemudian melalui oksidasi dan fosforilasi membentuk 1,3-
bifosfatgliserat, suatu asil fosfat dengan potensi transfer fosforilyang tinggi. 3-fosfogliserat
kemudian terbentuk dan ATP dihasilkan. Pada tahap akhir glikolisis, fosfoenolpiruvat, zat antara
kedua dengan potensi transfer fosforilyang tinggi dibentuk melalui penggeseran fosforil dan
dehidrasi. ATP lainnya dihasilkan sewaktu fosfoenol piruvat dikonversi menjadi piruvat.
Terdapat keuntungan bersih 3 molekul ATP pada pembentuk 2 molekul piruvat dari satu molekul
glukosa.
Akseptor electron pada oksidasi gliseraldehida 3-fosfat adalah NAD+ yang harus dihasilkan
kembali agar glikolisis dapat berlangsung terus. Pada organisme aerob, NADH yang terbentuk
pada glikolisis mentransfer elektronnya ke O2 melaluirantai transport electron, dan dengan
demikian menghasilkan kembali NAD+. Pada keadaan aerob, NAD+ dihasilkan kembali melalui
reduksi piruvat menjadi laktat. Pada sejumlah mikroorganisme, NAD+ biasanya dihasilkan
kembali oleh sintesis laktat atau etanoldari piruvat. Dua proses ini merupakan contoh fermentasi.
Jalur glikolisis mempunyai peran ganda, yaitu degradasi glukosa untuk menghasilkan
ATP dan memberikan unit-unit penyusun untuk sintesis komponen-komponen sel. Pada keadaan
fisiologis, reaksi-reaksi glikolisis dengan mudah reversible kecuali reaksi-reaksiyang dikatalisis
oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvatkinase. Fosfofruktokinase, elemen pengontrol
terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar tinggi ATP dan sitrat dan diaktifkan oleh AMP
dan fruktosa 2,6-bifosfat. Pada hati, bifosfat ini menandakan bahwa glukosa berlimpah.
Karenanya, fosfofruktokinase aktif bila diperlukan energi atau unit-unit penyusun.
Heksokinase dihambat olek glukosa 6-fosfatyang berakumulasi bila fosfofruktokinase
inaktif. Piruvatkinase, situs pengontrol lainnya, secara alosetrik dihambat oleh ATP dan alanin
dan diaktifkan oleh fruktosa 1,6-bifosfat. Akibatnya, piruvatkinase aktif maksimal bila muatan
bifungsiyang mengontrol kadar fruktosa 2,6-bifosfat, diatur melalui fosforilasi. Kadar glukosa
yang rendah dalam darah mendorong fosforilasi piruvatkinase hati, sehingga aktivitasnya
menurun dan dengan demikian menurunkan pemakaian glukosa dalam hati. Setelah glikolisis
terjadi reaksi antara. (dekarboksilasi oksidatif), yaitu pengubahan asam piruvat menjadi 2 asetil
KoA sambil menghasilkan CO2 dan 2NADH2 yang reaksinya adalah :
2 NAD 2NADH2
2(C3H4O3) 2 (C3H3O) – KoA + 2CO2
Piruvat Asetil KoA
Perubahan asam piruvat menjadi asetil KoA merupakan persimpangan jalan untuk menuju
berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian memasuki siklus krebs
2. SIKLUS KREBS
Dua molekul piruvat atau laktat yang terbentuk pada akhir dari glikolisis masih
mengandung banyak energi yang tersimpan. Piruvat lewat dari sitosol sel ke mitokondria.
Kemudian sebuah sel memakai jalur-jalur yang ada untuk mengeluarkan energi yang masih sisa
dari piruvat untuk membentuk ATP. Satu jalur kunci yang disebut siklus asam sitrat.
Sebelum siklus asam sitrat dapat berlangsung, piruvat harus melepaskan satu gugus
karbon dioksida dan akhirnya membentuk asetil-CoA. Reaksi ini bersifat irreversible dan
memiliki konsequensi metabolik yang penting. Pada saat asam piruvat diobah menjadi asetil-
CoA, satu lagi NADH + H akan terbentuk, sehingga akan dihasilkan lagi molekul ATP.
Perobahan piruvat menjadi asetil-CoA
membutuhkan vitamin B tiamin, riboflavin, niacin, dan asam pantotenat. Maka, metabolisme
karbohidrat tergantung pada adanya vitamin-vitamin ini.
Siklus asam sitrat (Siklus Krebs atau Siklus TCA) adalah suatu urutan reaksi-reaksi kimia
yang rapi dan bagus, digunakan oleh sel untuk mengubah karbon dari asetat menjadi karbon
dioksida dan untuk menghasilkan energi.Asetil-CoA memasuki siklus, dan akhirnya reaksi-
reaksi menghasilkan dua molekul karbon dioksida. Di dalamproses ini, sel menghasilkan NADH
+ H+ dan molekul-molekul lain yang terkait yang akhirnya digunakan membentuk banyak ATP.
Siklus asam sitrat (lihat Gambar) dimulai dengan bergabungnya asetil-CoA dengan asam
oksaloasetat membentuk asam sitrat. Di dalam proses ini, molekul CoA dilepaskan. Di dalam
satu putaran siklus asam sitrat, molekul asam sitrat dimetaboliser menjadi molekul oksaloasetat
dan dua molekul karbon dioksida dilepas. Siklus siap untuk mulai lagi.
Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai hasil dari
glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon
menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP
lagi dari siklus krebs.
Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor ke
sistem transport electron oleh molekul pembawa
.
3. TRANSPOR ELEKTRON
Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi ATP.
Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus krebs yang
tergabung dalam FADH2dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.
Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor electron yang terakhir , setelah
menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O. pada sistem ini dihasilkan 34
ATP. Jadi total ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut: Secara tidak
langsung secara Lewat sistem transport elektron langsung
Glikolisis 2 NADH2 = 6 ATP 2 ATP
Reaksi antara 2 NADH2 = 6 ATP
Siklus Krebs 6 NADH2 = 18 ATP 2 ATP
2 FADH2 = 4 ATP
------------------------------------ ------------------
34 ATP 4 ATP
TUGAS BIOLOGI SELSIKLUS GLIKOLISIS, DAUR KREBS DAN TRANSPOR
ELEKTRONOLEH:
BHIMA WIBAWA SANTOSO A1C407003
DOSEN PENGAMPU:
Dra. Harlis, M.Si
PROGRAM STUDI BIOLOGI
PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNUVERSITAS JAMBI
2010
RESPIRASI SEL
KATABOLISME
Katabolisme adalah salah satu bagian dari metabolisme yang terjadi pada mahkluk hidup yang bersifat
eksorgonik , melepaskan energi
Katabolisme ini dilakukan oleh mahkluk hidup agar ia bisa mendapatkan energi sehingga bisa
beraktivitas.
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang
mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih
rendah.
Energi yang ada ditubuh mahkluk hidup itu berupa energi kimia dijadikan energi kinetik /
energi gerak
Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa
Complex sebagai senyawa sumber yang diurai.
Bila pembongkaran zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) : Respirasi
Bila pembongkaran zat dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) : Fermentasi.
1. Contoh Respirasi : C6H12O6 (glukosa)+ O2 ——> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
2. Contoh Fermentasi :C6H1206(glukosa) ——> 2C2H5OH(etanol) + 2CO2 + Energi.
Kita bahas diawal ini Respirasi baru Fermentasi OK
RESPIRASI SEL
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi
melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen.
Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti osmosis ,
sintesis (anabolisme), aktivitas gerak, pertumbuhan.
Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H1206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)
Reaksi pembongkaran glukosa menjadi H20 + CO2 + Energi,
melalui empat tahap :
1. Glikolisis.
2. Dekarboksilasi Oksidatif
3. Daur Krebs.
4. Sistem Transpor Elektron respirasi.
SECARA SEDERHANA SKEMANYA SEBAGAI BERIKUT . OK
1. Glikolisis : awal proses Respirasi
Bahan : Glukosa (C=6)
Produk : 2.2.2 ( 2Asam Piruvat (C3),2NADH,2ATP)
Tempat : Sitoplasma
Suasana : Anaerob
Tahapan ada 10 tahapan
Peristiwa perubahan :
Glukosa jadi Asam piruvat.
Short Cut : GiGi FiFi PGAL diberi 3 pil PGA malah Pusing - Pingsan
Artinya Urutan Prosesnya
Glukosa - Glulosa 6fosfat - Fruktosa 6 difosfat- Fruktosa 1,6 difosfat - 3 fosfogliseraldehid
(PGAL) - Phospo Gliserat Acid 1.3 - Phospo Gliserat Acid 3 - Phospo Gliserat Acid 2 -Phospo
Eno Piruvat - Asam Piruvat
OK
Hasil lebgkapnya Glikolisis :
1. 2 Asam Piruvat
2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai koenzim sumber elektron berenergi tinggi.
3. 2 molekul ATP
Hasil itu oleh sel didapatkan untuk setiap penguraian 1 molekul glukosa.
2. Dekarbosilasi Oksidatif ( prodes antara siklus Krebs )
Proses Pembongakaran Asam piruvat menjadi Asetil KoA untuk menjembatani proses Siklus Krebs
Bahan : Asam Piruvat (C=3)
Produk : 2.2.2 (2 Asetil KoA (C=2), 2 CO2(C=1) , 2 NADH)
Tempat : Inter Membran luar mitokondria
Proses : Asam Piruvat(3C) dirubah menjadi Asetil KoA (2C) dan CO2 (1 C)
Setiap pembongkaran senyawa menhasilkan CO2 dapat dipastikan juga menhasilkan NADH)
3. Daur Krebs (daur trikarboksilat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piruvat secara
aerob menjadi CO2 serta energi kimia
Bahan : Asetil KoA
Produk : 6,4,2,2 ( 6NADH,4CO2,2FADH ,2ATP )
Tempat : Matriks Mitokondria
Langkah : OA-S-IS-KG-SCo-S-F-M
UNTUK SEMAKIN JELAS LIHAT SKEMANYA YA ok
4. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:
Bahan : 10 NADH ( 2 GLikolisis,2 DO,6 SK)
6 Oksigen
Produk : 34 ATP dab H2O
Tempat : Cristae ( membran dalam Mitocondria )
Suasana : Aerob ( O2 sebagai Akseptor ion H+ )
Enzim : Sitokrom
Electron Transport Chain
The electron transport chain allows the release of the
large amount of chemical energy stored in reduced
NAD+ (NADH) and reduced FAD (FADH2). The energy
released is captured in the form of ATP (3 ATP per
NADH and 2 ATP per FADH2).
NADH + H+ + 3 ADP + 3 Pi + 1/2 O2 → NAD+ + H2O + 3 ATP
FADH2 + 2 ADP + 2 Pi + 1/2 O2 → FAD+ + H2O + 2 ATP
The electron transport chain (ETC) consists of a series of molecules, mostly proteins, embedded
in the inner mitochondrial membrane.
Dari Glikolisis , DO dan daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai
NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2
Di dalam kristae mitokondria yang terdapat Oksigen dan bantuan enzim sitokrom bahan NADH
dan FADH itu dioksidasi melalui sistem pengangkutan elektron)
Elektron itu kemudian diterima Oksigen sebagai Akseptor ion H+ maka terbentuklah air
Lepasnya elektron dari NADH ini membuat ADP tertambahkan energi Posphat menjadi ATP
Semua ATP yang didapatkan 34 ATP
34 ATP itu bisa dihitung dari setiap pembongkaran 1 NADH menghasilkan 3 ATP dan 1 FADH
menghasilkan 2 ATP karena di dapatkan 10 NADH dan 2 FADH maka semua 34 ATP
Olsigen sebagai akseptor ion H+ akan membentuk air
Jadi langkah terakhir ini selain menghasilkan ATP juga menghasilkan Air ( H2O)
Produk sampingan respirasi berupa CO2 tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui
stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat
tinggi/manusia secara Difusi .
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Dejarboksilasi Oksidatif
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
3. Siklus Krebs
2 asetil KoA ——> 6 NADH + 4CO2 + 2 FADH + 2 ATP
4. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 FAD + 2 H20 4 ATP
Jadi Total Yang dihasilkan ada 38 ATP dari Glikolisis 2 ATP , SK 2ATP , STE 34 ATP) OK
UNTUK SEMAKIN JELAS LIHAT SKEMA INI
Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi
sebanyak 38 ATP
Karena Peristiwa Glikolisis terjadi di sitoplasma , maka NAD yang membawa ion H+ ketika
masuk ke mitocondria untuk diberikan ke akseptor Oksigen memrlukan energi 2 ATP maka
ATP keseluruhan hanya tinggal 36 ATP
Agar lebih jelas coba katabolisme respirasi ini dibandingkan dengan fotosintesis sebagai contoh
anabolisme
Sumber : http://edisukarman.blogspot.com/search/label/BIOLOGI
Respirasi Sel
Respirasi sel, juga dikenal sebagai ‘metabolisme oksidatif’, adalah salah satu cara kunci sel berguna mendapatkan energi. Ini adalah himpunan reaksi metabolik dan proses-proses yang terjadi dalam organisme ‘biokimia sel untuk mengubah energi dari nutrisi menjadi adenosin trifosfat (ATP), dan kemudian melepas produk-produk limbah. Reaksi respirasi yang terlibat dalam reaksi katabolik yang melibatkan oksidasi satu molekul dan pengurangan lain.
Nutrisi biasa digunakan oleh sel-sel hewan dan tumbuhan dalam respirasi termasuk glukosa, asam amino dan asam lemak, dan agen oksidasi yang umum (penerima elektron) adalah molekul oksigen (O2). Bakteri dan archaea juga dapat lithotrophs dan organisme ini dapat bernafas menggunakan berbagai molekul anorganik sebagai donor dan akseptor elektron, seperti belerang, ion logam, methane atau hidrogen. Organisme yang menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir dalam
digambarkan sebagai respirasi aerobik, sedangkan mereka yang tidak disebut sebagai anaerobik .
Energi yang dilepaskan dalam respirasi digunakan untuk mensintesis ATP untuk menyimpan energi ini. Energi yang tersimpan dalam ATP kemudian dapat digunakan untuk mendorong proses-proses yang membutuhkan energi, termasuk biosintesis, gerak atau pengangkutan molekul melintasi membran sel.
Respirasi Aerobik
Respirasi aerobik memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi (ATP). Meskipun karbohidrat, lemak, dan protein dapat semua akan diproses dan dikonsumsi sebagai pereaksi, itu adalah metode paling disarankan untuk pemecahan dari glikolisis piruvat dan piruvat mensyaratkan bahwa mitokondria masukkan agar dapat sepenuhnya dioksidasi oleh siklus Krebs. Produk dari proses ini adalah energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat), oleh fosforilasi tingkat substrat, NADH dan FADH2.
Sederhana reaksi: C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)ΔG = -2.880 kJ per mol C6H12O6
ΔG negatif menunjukkan bahwa produk-produk dari proses kimia toko sedikit energi dari reaktan dan reaksi dapat terjadi secara spontan; Dengan kata lain, tanpa sebuah input energi.
Potensi yang mengurangi NADH dan FADH2 dikonversi menjadi lebih ATP melalui rantai transpor elektron dengan oksigen sebagai “terminal akseptor elektron”. Sebagian besar ATP dihasilkan oleh respirasi sel aerobik dibuat oleh fosforilasi oksidatif. Ini bekerja dengan energi yang dilepaskan dalam konsumsi piruvat yang digunakan untuk menciptakan potensi kemiosmotik oleh memompa proton melintasi membran. Potensi ini kemudian digunakan untuk menggerakkan ATP sintase dan memproduksi ATP dari ADP. Buku pelajaran biologi sering menyatakan bahwa 38 molekul ATP dapat dibuat per molekul glukosa dioksidasi selama respirasi selular (2 dari glikolisis, 2 dari siklus Krebs, dan sekitar 34 dari sistem transportasi elektron). Namun, hasil maksimal ini tidak pernah cukup mencapai akibat kerugian (bocor membran) serta biaya pindah dan ADP piruvat ke matriks mitokondria dan perkiraan arus kisaran sekitar 29-30 ATP per glukosa.
Metabolisme aerobik adalah 19 kali lebih efisien daripada metabolisme anaerob (yang menghasilkan 2 mol ATP per 1 mol glukosa). Mereka berbagi jalur awal glikolisis tapi metabolisme aerobik terus dengan siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif. Glikolitik pos reaksi terjadi di mitokondria dalam sel eukariotik, dan di sitoplasma dalam sel prokariotik.
1. 1. Glikolisis
Glikolisis adalah jalur metabolik yang ditemukan dalam sitoplasma sel dalam semua makhluk hidup dan anaerobik (yakni, oksigen tidak diperlukan). Proses mengkonversi satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat, dan membuat energi dalam bentuk dua molekul ATP bersih. Empat molekul ATP per glukosa diproduksi sebenarnya, namun dua dikonsumsi untuk tahap persiapan. Awal fosforilasi glukosa diperlukan untuk menggoyang untuk pembelahan molekul menjadi dua triose gula. Selama membayar-off tahap glikolisis, empat gugus fosfat ditransfer ke ADP oleh fosforilasi tingkat substrat untuk membuat empat ATP, dan dua NADH yang dihasilkan ketika gula triose dioksidasi. Reaksi keseluruhan dapat dinyatakan dengan cara ini:
Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H+ + 2 H2O
Dekarboksilasi oksidatif piruvat
Yang piruvat dioksidasi menjadi asetil-KoA dan CO2 oleh piruvat dehidrogenase kompleks, sekelompok enzim-banyak salinan dari masing-masing dari tiga enzim-terletak di mitokondria dari sel-sel eukariotik dan di dalam sitosol dari prokariota. Dalam proses satu molekul NADH dibentuk per piruvat dioksidasi, dan 3 mol ATP dibentuk untuk setiap mol piruvat. Langkah ini juga dikenal sebagai reaksi link, seperti link glikolisis dan siklus Krebs.
1. 2. Siklus Asam Sitrat
Ini juga disebut siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat. Ketika oksigen hadir, asetil-KoA yang dihasilkan dari molekul piruvat diciptakan dari glikolisis. Setelah asetil-KoA terbentuk, dua proses dapat terjadi, aerobik atau respirasi anaerobik. Ketika oksigen hadir, mitokondria akan mengalami respirasi aerobik yang mengarah pada siklus Krebs. Namun, jika oksigen tidak ada, fermentasi dari molekul piruvat akan terjadi. Dengan keberadaan oksigen, ketika asetil-KoA yang dihasilkan, molekul kemudian memasuki siklus asam sitrat (Siklus Krebs) di dalam matriks mitokondria, dan akan teroksidasi menjadi CO2, sementara pada saat yang sama mengurangi NAD menjadi NADH. NADH dapat digunakan oleh rantai transpor elektron untuk membuat ATP lebih lanjut sebagai bagian dari fosforilasi oksidatif. Mengoksidasi sepenuhnya setara dengan satu molekul glukosa, dua asetil-KoA harus dimetabolisme oleh siklus Krebs. Dua produk limbah, H2O dan CO2, diciptakan selama siklus ini.
Siklus asam sitrat adalah sebuah 8-langkah proses yang melibatkan enzim dari 8. Di seluruh siklus, asetil-KoA akan berubah menjadi sitrat, Isositrat, α-ketoglutarat, suksinil-CoA, suksinat, Fumarat, malat, dan akhirnya, oksaloasetat. Memperoleh energi bersih dari satu siklus adalah 3 NADH, 1 FADH, dan 1 ATP. Dengan
demikian, total jumlah energi seluruh hasil dari satu molekul glukosa (2 piruvat molekul) adalah 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.
Fosforilasi oksidatif
Pada eukariota, fosforilasi oksidatif terjadi di krista mitokondria. Ini terdiri dari rantai transpor elektron yang membentuk gradien proton (kemiosmotik potensial) melintasi membran dengan mengoksidasi yang NADH yang dihasilkan dari siklus Krebs. ATP disintesis oleh enzim ATP sintase ketika gradien kemiosmotik digunakan untuk mendorong fosforilasi ADP. Elektron akhirnya ditransfer ke eksogen oksigen dan, dengan tambahan dua proton, air terbentuk.
1. 3. Teoritis
Produktivitas dalam tabel di bawah ini untuk satu molekul glukosa sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida. Diasumsikan bahwa semua koenzim tereduksi dioksidasi oleh rantai transpor elektron dan digunakan untuk fosforilasi oksidatif.
Stepcoenzyme yield
ATP yield Source of ATP
Glycolysis preparatory phase
-2Fosforilasi glukosa dan fruktosa 6-fosfat menggunakan dua ATP dari sitoplasma.
Glycolysis pay-off phase
4 Fosforilasi tingkat substrat
2 NADH 4 (6)
Fosforilasi oksidatif. Hanya 2 ATP per NADH sejak koenzim harus disisipkan kedalam rantai transpor elektron dari sitoplasma daripada matriks mitokondria. Jika alik malat digunakan untuk memindahkan NADH ke mitokondria ini mungkin menghitung sebagai 3 ATP per NADH.
Oxidative decarboxylation of pyruvate
2 NADH 6 Fosforilasi oksidatif
Krebs cycle2 Fosforilasi tingkat substrat
6 NADH 18 Fosforilasi oksidatif2 FADH2 4 Oxidative phosphorylation
Total yield 36 (38) ATPDari lengkap oksidasi satu molekul glukosa menjadi karbon dioksida dan oksidasi koenzim semua berkurang.
Meskipun ada hasil teoritis 36-38 molekul ATP per glukosa selama respirasi sel, kondisi seperti itu umumnya tidak menyadari akibat kerugian seperti biaya bergerak piruvat (dari glikolisis), fosfat, dan ADP (substrat untuk sintesis ATP) ke mitokondria. Semua secara aktif diangkut menggunakan operator yang memanfaatkan energi yang tersimpan dalam proton gradien elektrokimia.
* Piruvat diambil oleh yang spesifik, km rendah transporter untuk membawa ke dalam matriks mitokondria untuk oksidasi oleh kompleks dehidrogenase piruvat.* The fosfat translokase symporter dan merupakan kekuatan pendorong untuk memindahkan ion fosfat ke dalam mitokondria adalah proton gaya penggeraknya.* Para pembawa adenin nukleotida adalah antiporter dan pertukaran ADP dan ATP melintasi membran. Kekuatan pendorong ini disebabkan oleh ATP (-4) memiliki muatan negatif yang lebih daripada ADP (-3) dan dengan demikian itu menghantarkan beberapa komponen listrik proton gradien elektrokimia.
Hasil dari proses transportasi ini menggunakan proton gradien elektrokimia adalah bahwa lebih dari 3 H + yang diperlukan untuk membuat 1 ATP. Jelas ini mengurangi efisiensi teoretis seluruh proses dan maksimum yang mungkin lebih dekat dengan 28-30 molekul ATP. Dalam praktik efisiensi mungkin lebih rendah lagi karena membran mitokondria agak bocor untuk menjadi proton. Faktor lain mungkin juga menghilangkan gradien proton menciptakan bocor tampaknya mitokondria. Uncoupling protein yang dikenal sebagai thermogenin dinyatakan dalam beberapa jenis sel dan merupakan saluran yang dapat transportasi proton. Ketika protein ini aktif dalam membran sirkuit pendek yang coupling antara rantai transpor elektron dan sintesis ATP. Energi potensial dari gradien proton tidak digunakan untuk membuat ATP tapi menghasilkan panas. Hal ini terutama penting dalam lemak cokelat thermogenesis dari mamalia yang baru lahir dan berhibernasi.
1. 4. Fermentasi
Tanpa oksigen, piruvat tidak dimetabolisme oleh respirasi sel tetapi mengalami proses fermentasi. Yang piruvat tidak diangkut ke dalam mitokondria, tetapi tetap dalam sitoplasma, di mana waktunya akan diubah ke produk-produk limbah yang dapat dikeluarkan dari sel. Ini melayani tujuan pembawa mengoksidasi hidrogen sehingga mereka dapat melakukan glikolisis lagi dan mengeluarkan kelebihan piruvat. Produk limbah ini bervariasi tergantung pada organisme. Dalam kerangka otot, produk limbah asam laktat. Jenis ini disebut fermentasi asam laktat fermentasi. Dalam ragi, produk limbah etanol dan karbon dioksida. Jenis ini dikenal sebagai fermentasi alkohol atau fermentasi etanol. ATP dihasilkan dalam proses ini adalah dibuat oleh fosforilasi tingkat substrat, yang tidak memerlukan oksigen.
Fermentasi kurang efisien dalam menggunakan energi dari glukosa sejak 2 ATP diproduksi per glukosa, dibandingkan dengan 38 ATP per glukosa diproduksi oleh respirasi aerobik. Hal ini karena produk-produk dari fermentasi limbah masih mengandung banyak energi. Etanol, misalnya, dapat digunakan di bensin (bensin) solusi. Glikolitik ATP Namun, dibuat lebih cepat. Untuk prokariota untuk melanjutkan tingkat pertumbuhan yang cepat ketika mereka dialihkan dari lingkungan aerobik ke lingkungan anaerobik, mereka harus meningkatkan laju reaksi glikolitik. Untuk organisme multiseluler, selama semburan pendek aktivitas berat, sel-sel otot menggunakan fermentasi untuk melengkapi produksi ATP dari respirasi aerobik lebih lambat, sehingga fermentasi dapat digunakan oleh sebuah sel bahkan sebelum tingkat oksigen habis, seperti yang terjadi dalam olahraga yang dilakukan tidak mengharuskan atlet untuk kecepatan sendiri, seperti berlari.
Respirasi Anaerobik
Respirasi anaerobik digunakan oleh beberapa mikroorganisme di mana tidak ada oksigen (aerobik respirasi) maupun piruvat piruvat atau derivatif (fermentasi) adalah akseptor elektron terakhir. Sebaliknya, seorang akseptor anorganik (misalnya, Sulfur) digunakan.
Suka Memuat...
Persamaan Rumus Kimia untuk Respirasi Sel
Kimia persamaan untuk respirasi seluler merangkum apa yang terjadi dalam proses pernapasan pada tingkat sel. Pada artikel ini, Anda akan menemukan formula yang seimbangrespirasi seluler yang merangkum proses respirasi.
Setiap organisme di Bumi membutuhkan energi untuk bertahan hidup. Kehidupan setiap organisme ditopang melalui proses respirasi pada tingkat sel yang menyediakan energi yang dibutuhkan. Proses respirasi membuat setiap sel unit independen yang menciptakan energi sendiri. Proses menurunkan energi cukup kompleks tetapi dapat secara memadai disimpulkan dengan bantuan persamaan kimia untuk respirasi seluler.
APA ITU RESPIRASI TINGKAT SELULER?
Respirasi pada tingkat sel merupakan serangkaian proses metabolisme terhubung yang diarahkan mengkonversi energi biokimia yang tersimpan dalam makanan menjadi ATP (Adenosine Triphosphate) molekul, yang merupakan mata uang energi tubuh. Melalui manipulasi halus, dengan bantuan enzim, energi dalam bentuk molekul ATP berasal dari glukosa. Produksi glukosa pada gilirannya dilakukan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis yang
menciptakan glukosa memanfaatkan energi surya. Ini karbohidrat glukosa dan kompleks yang dibuat oleh tanaman yang dikonsumsi oleh hewan lain dan diproses untuk memperoleh energi.
Makanan dalam bentuk karbohidrat dan lemak pertama-tama dipecah menjadi bentuk yang lebih sederhana dari molekul glukosa yang kemudian diproses dalam sel untuk membuat molekul ATP melalui proses panjang yang saya akan meringkas melalui persamaan kimia respirasi, di bagian akhir dari Artikel.
Setiap tindakan dalam tubuh manusia dimungkinkan melalui penggunaan molekul ATP. Itulah sebabnya mereka disebut mata uang energi tubuh. Energi diperoleh melalui konversi ATP menjadi ADP (Adenosin difosfat). Saya pikir ini fakta yang sangat menekankan pentingnya proses respirasi dalam membuat kehidupan menjadi mungkin.
Persamaaan Respirasi selular
Setiap proses metabolisme termasuk respirasi selular adalah kompleks dan merupakan serangkaian reaksi yang terhubung satu sama lain. Hal ini dimungkinkan karena banyak enzim dan reaktan pada tingkat sel yang mengkatalisis dan mengendalikan aliran reaksi. Informasi untuk pelaksanaan reaksi ada dalam cetak biru dari molekul DNA hadir dalam setiap sel. Respirasi merupakan siklus kompleks reaksi terdiri dari siklus yang lebih kecil.
Persamaan kimia respirasi selular dari jenis aerobik. Dengan aerobik, kita berarti bahwa proses terjadi dalam kehadiran oksigen. Berikut persamaan kimia untuk respirasi tanaman, serta respirasi hewan:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 36 atau 38 ATP molekul
Jadi dua bahan baku utama yang proses respirasi tergantung adalah glukosa (C6H12O6) dan oksigen! Itu sebabnya, kadar glukosa dalam darah perlu dipertahankan atau kita mengalami kelelahan dan kram. Dengan produk karbon dioksida, air dan mata uang energi dalam bentuk molekul ATP. Biarkan saya memberikan gambaran singkat tentang apa semua yang terjadi dalam proses pernapasan pada tingkat yang lebih dalam. Ada tiga langkah penting respirasi aerobik:
GlikolisisGlikolisis adalah proses menengah dalam respirasi yang menciptakan bahan baku yang mencakup 3 molekul piruvat, 2 NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) molekul dan sepasang molekul ATP juga. Produk-produk dari glikolisis selanjutnya diproses dalam tahap akhir respirasi.
Siklus KrebsSiklus Krebs adalah proses utama respirasi, yang juga dikenal sebagai siklus asam sitrat. Dalam proses ini, molekul piruvat diproses, memproduksi lebih molekul ATP.
Elektron Transport Rantai: Ini adalah proses yang menghasilkan jumlah maksimum molekul ATP.
Keseluruhan proses ini menciptakan 36 atau 38 molekul ATP dari molekul tunggal glukosa! Energi ini adalah sekitar 39% dari energi yang tersimpan dalam molekul glukosa yang berbicara banyak tentang efisiensi dari mekanisme ini. Beberapa molekul ATP yang dihasilkan digunakan untuk menyalakan proses respirasi itu sendiri.
RESPIRASI SEL :D
Respirasi sel, juga dikenal sebagai ‘metabolisme oksidatif’, adalah salah satu cara kunci sel berguna
mendapatkan energi. Ini adalah himpunan reaksi metabolik dan proses-proses yang terjadi dalam organisme
‘biokimia sel untuk mengubah energi dari nutrisi menjadi adenosin trifosfat (ATP), dan kemudian melepas produk-
produk limbah. Reaksi respirasi yang terlibat dalam reaksi katabolik yang melibatkan oksidasi satu molekul dan
pengurangan lain.
Nutrisi biasa digunakan oleh sel-sel hewan dan tumbuhan dalam respirasi termasuk glukosa, asam amino dan asam
lemak, dan agen oksidasi yang umum (penerima elektron) adalah molekul oksigen (O2). Bakteri dan archaea juga
dapat lithotrophs dan organisme ini dapat bernafas menggunakan berbagai molekul anorganik sebagai donor dan
akseptor elektron, seperti belerang, ion logam, methane atau hidrogen. Organisme yang menggunakan oksigen
sebagai akseptor elektron terakhir dalam digambarkan sebagai respirasi aerobik, sedangkan mereka yang tidak
disebut sebagai anaerobik .
Energi yang dilepaskan dalam respirasi digunakan untuk mensintesis ATP untuk menyimpan energi ini. Energi yang
tersimpan dalam ATP kemudian dapat digunakan untuk mendorong proses-proses yang membutuhkan energi,
termasuk biosintesis, gerak atau pengangkutan molekul melintasi membran sel.
Respirasi selular pada sel eukariotik
Respirasi Aerobik
Respirasi aerobik memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi (ATP). Meskipun karbohidrat, lemak, dan protein
dapat semua akan diproses dan dikonsumsi sebagai pereaksi, itu adalah metode paling disarankan untuk
pemecahan dari glikolisis piruvat dan piruvat mensyaratkan bahwa mitokondria masukkan agar dapat sepenuhnya
dioksidasi oleh siklus Krebs. Produk dari proses ini adalah energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat), oleh
fosforilasi tingkat substrat, NADH dan FADH2.
Sederhana reaksi: C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
ΔG = -2.880 kJ per mol C6H12O6
ΔG negatif menunjukkan bahwa produk-produk dari proses kimia toko sedikit energi dari reaktan dan reaksi dapat
terjadi secara spontan; Dengan kata lain, tanpa sebuah input energi.
Potensi yang mengurangi NADH dan FADH2 dikonversi menjadi lebih ATP melalui rantai transpor elektron dengan
oksigen sebagai “terminal akseptor elektron”. Sebagian besar ATP dihasilkan oleh respirasi sel aerobik dibuat oleh
fosforilasi oksidatif. Ini bekerja dengan energi yang dilepaskan dalam konsumsi piruvat yang digunakan untuk
menciptakan potensi kemiosmotik oleh memompa proton melintasi membran. Potensi ini kemudian digunakan
untuk menggerakkan ATP sintase dan memproduksi ATP dari ADP. Buku pelajaran biologi sering menyatakan bahwa
38 molekul ATP dapat dibuat per molekul glukosa dioksidasi selama respirasi selular (2 dari glikolisis, 2 dari siklus
Krebs, dan sekitar 34 dari sistem transportasi elektron). Namun, hasil maksimal ini tidak pernah cukup mencapai
akibat kerugian (bocor membran) serta biaya pindah dan ADP piruvat ke matriks mitokondria dan perkiraan arus
kisaran sekitar 29-30 ATP per glukosa.
Metabolisme aerobik adalah 19 kali lebih efisien daripada metabolisme anaerob (yang menghasilkan 2 mol ATP per
1 mol glukosa). Mereka berbagi jalur awal glikolisis tapi metabolisme aerobik terus dengan siklus Krebs dan
fosforilasi oksidatif. Glikolitik pos reaksi terjadi di mitokondria dalam sel eukariotik, dan di sitoplasma dalam sel
prokariotik.
Respirasi aerobik (panah merah) adalah sarana utama yang baik tumbuhan dan hewan menggunakan energi dalam
bentuk senyawa organik yang sebelumnya diciptakan melalui fotosintesis (panah hijau).
Glikolisis
Glikolisis adalah jalur metabolik yang ditemukan dalam sitoplasma sel dalam semua makhluk hidup dan anaerobik
(yakni, oksigen tidak diperlukan). Proses mengkonversi satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat, dan
membuat energi dalam bentuk dua molekul ATP bersih. Empat molekul ATP per glukosa diproduksi sebenarnya,
namun dua dikonsumsi untuk tahap persiapan. Awal fosforilasi glukosa diperlukan untuk menggoyang untuk
pembelahan molekul menjadi dua triose gula. Selama membayar-off tahap glikolisis, empat gugus fosfat ditransfer
ke ADP oleh fosforilasi tingkat substrat untuk membuat empat ATP, dan dua NADH yang dihasilkan ketika gula
triose dioksidasi. Reaksi keseluruhan dapat dinyatakan dengan cara ini:
Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 pyruvate + 2 NADH + 2 ATP + 2 H+ + 2 H2O
Dekarboksilasi oksidatif piruvat
Yang piruvat dioksidasi menjadi asetil-KoA dan CO2 oleh piruvat dehidrogenase kompleks, sekelompok enzim-
banyak salinan dari masing-masing dari tiga enzim-terletak di mitokondria dari sel-sel eukariotik dan di dalam
sitosol dari prokariota. Dalam proses satu molekul NADH dibentuk per piruvat dioksidasi, dan 3 mol ATP dibentuk
untuk setiap mol piruvat. Langkah ini juga dikenal sebagai reaksi link, seperti link glikolisis dan siklus Krebs.
Siklus Asam Sitrat
Ini juga disebut siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat. Ketika oksigen hadir, asetil-KoA yang dihasilkan dari
molekul piruvat diciptakan dari glikolisis. Setelah asetil-KoA terbentuk, dua proses dapat terjadi, aerobik atau
respirasi anaerobik. Ketika oksigen hadir, mitokondria akan mengalami respirasi aerobik yang mengarah pada
siklus Krebs. Namun, jika oksigen tidak ada, fermentasi dari molekul piruvat akan terjadi. Dengan keberadaan
oksigen, ketika asetil-KoA yang dihasilkan, molekul kemudian memasuki siklus asam sitrat (Siklus Krebs) di dalam
matriks mitokondria, dan akan teroksidasi menjadi CO2, sementara pada saat yang sama mengurangi NAD menjadi
NADH. NADH dapat digunakan oleh rantai transpor elektron untuk membuat ATP lebih lanjut sebagai bagian dari
fosforilasi oksidatif. Mengoksidasi sepenuhnya setara dengan satu molekul glukosa, dua asetil-KoA harus
dimetabolisme oleh siklus Krebs. Dua produk limbah, H2O dan CO2, diciptakan selama siklus ini.
Siklus asam sitrat adalah sebuah 8-langkah proses yang melibatkan enzim dari 8. Di seluruh siklus, asetil-KoA akan
berubah menjadi sitrat, Isositrat, α-ketoglutarat, suksinil-CoA, suksinat, Fumarat, malat, dan akhirnya, oksaloasetat.
Memperoleh energi bersih dari satu siklus adalah 3 NADH, 1 FADH, dan 1 ATP. Dengan demikian, total jumlah
energi seluruh hasil dari satu molekul glukosa (2 piruvat molekul) adalah 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.
Fosforilasi oksidatif
Pada eukariota, fosforilasi oksidatif terjadi di krista mitokondria. Ini terdiri dari rantai transpor elektron yang
membentuk gradien proton (kemiosmotik potensial) melintasi membran dengan mengoksidasi yang NADH yang
dihasilkan dari siklus Krebs. ATP disintesis oleh enzim ATP sintase ketika gradien kemiosmotik digunakan untuk
mendorong fosforilasi ADP. Elektron akhirnya ditransfer ke eksogen oksigen dan, dengan tambahan dua proton, air
terbentuk.
Teoritis
Produktivitas dalam tabel di bawah ini untuk satu molekul glukosa sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida.
Diasumsikan bahwa semua koenzim tereduksi dioksidasi oleh rantai transpor elektron dan digunakan untuk
fosforilasi oksidatif.
S T E PC O E N Z Y M E
Y I E L D
A T P
Y I E L DS O U R C E O F A T P
Glycolysis
preparatory
phase
-2Fosforilasi glukosa dan fruktosa 6-fosfat
menggunakan dua ATP dari sitoplasma.
Glycolysis pay-
off phase
4 Fosforilasi tingkat substrat
2 NADH 4 (6)
Fosforilasi oksidatif. Hanya 2 ATP per NADH sejak
koenzim harus disisipkan kedalam rantai transpor
elektron dari sitoplasma daripada matriks
mitokondria. Jika alik malat digunakan untuk
memindahkan NADH ke mitokondria ini mungkin
menghitung sebagai 3 ATP per NADH.
Oxidative
decarboxylatio
n of pyruvate
2 NADH 6 Fosforilasi oksidatif
Krebs cycle
2 Fosforilasi tingkat substrat
6 NADH 18 Fosforilasi oksidatif
2 FADH2 4 Oxidative phosphorylation
Total yield36 (38) A
TP
Dari lengkap oksidasi satu molekul glukosa
menjadi karbon dioksida dan oksidasi koenzim
semua berkurang.
Meskipun ada hasil teoritis 36-38 molekul ATP per glukosa selama respirasi sel, kondisi seperti itu umumnya tidak
menyadari akibat kerugian seperti biaya bergerak piruvat (dari glikolisis), fosfat, dan ADP (substrat untuk sintesis
ATP) ke mitokondria. Semua secara aktif diangkut menggunakan operator yang memanfaatkan energi yang
tersimpan dalam proton gradien elektrokimia.
* Piruvat diambil oleh yang spesifik, km rendah transporter untuk membawa ke dalam matriks mitokondria untuk
oksidasi oleh kompleks dehidrogenase piruvat.
* The fosfat translokase symporter dan merupakan kekuatan pendorong untuk memindahkan ion fosfat ke dalam
mitokondria adalah proton gaya penggeraknya.
* Para pembawa adenin nukleotida adalah antiporter dan pertukaran ADP dan ATP melintasi membran. Kekuatan
pendorong ini disebabkan oleh ATP (-4) memiliki muatan negatif yang lebih daripada ADP (-3) dan dengan demikian
itu menghantarkan beberapa komponen listrik proton gradien elektrokimia.
Hasil dari proses transportasi ini menggunakan proton gradien elektrokimia adalah bahwa lebih dari 3 H + yang
diperlukan untuk membuat 1 ATP. Jelas ini mengurangi efisiensi teoretis seluruh proses dan maksimum yang
mungkin lebih dekat dengan 28-30 molekul ATP. Dalam praktik efisiensi mungkin lebih rendah lagi karena
membran mitokondria agak bocor untuk menjadi proton. Faktor lain mungkin juga menghilangkan gradien proton
menciptakan bocor tampaknya mitokondria. Uncoupling protein yang dikenal sebagai thermogenin dinyatakan
dalam beberapa jenis sel dan merupakan saluran yang dapat transportasi proton. Ketika protein ini aktif dalam
membran sirkuit pendek yang coupling antara rantai transpor elektron dan sintesis ATP. Energi potensial dari
gradien proton tidak digunakan untuk membuat ATP tapi menghasilkan panas. Hal ini terutama penting dalam
lemak cokelat thermogenesis dari mamalia yang baru lahir dan berhibernasi.
Fermentasi
Tanpa oksigen, piruvat tidak dimetabolisme oleh respirasi sel tetapi mengalami proses fermentasi. Yang piruvat
tidak diangkut ke dalam mitokondria, tetapi tetap dalam sitoplasma, di mana waktunya akan diubah ke produk-
produk limbah yang dapat dikeluarkan dari sel. Ini melayani tujuan pembawa mengoksidasi hidrogen sehingga
mereka dapat melakukan glikolisis lagi dan mengeluarkan kelebihan piruvat. Produk limbah ini bervariasi
tergantung pada organisme. Dalam kerangka otot, produk limbah asam laktat. Jenis ini disebut fermentasi asam
laktat fermentasi. Dalam ragi, produk limbah etanol dan karbon dioksida. Jenis ini dikenal sebagai fermentasi
alkohol atau fermentasi etanol. ATP dihasilkan dalam proses ini adalah dibuat oleh fosforilasi tingkat substrat, yang
tidak memerlukan oksigen.
Fermentasi kurang efisien dalam menggunakan energi dari glukosa sejak 2 ATP diproduksi per glukosa,
dibandingkan dengan 38 ATP per glukosa diproduksi oleh respirasi aerobik. Hal ini karena produk-produk dari
fermentasi limbah masih mengandung banyak energi. Etanol, misalnya, dapat digunakan di bensin (bensin) solusi.
Glikolitik ATP Namun, dibuat lebih cepat. Untuk prokariota untuk melanjutkan tingkat pertumbuhan yang cepat
ketika mereka dialihkan dari lingkungan aerobik ke lingkungan anaerobik, mereka harus meningkatkan laju reaksi
glikolitik. Untuk organisme multiseluler, selama semburan pendek aktivitas berat, sel-sel otot menggunakan
fermentasi untuk melengkapi produksi ATP dari respirasi aerobik lebih lambat, sehingga fermentasi dapat
digunakan oleh sebuah sel bahkan sebelum tingkat oksigen habis, seperti yang terjadi dalam olahraga yang
dilakukan tidak mengharuskan atlet untuk kecepatan sendiri, seperti berlari.
Respirasi Anaerobik
Respirasi anaerobik digunakan oleh beberapa mikroorganisme di mana tidak ada oksigen (aerobik respirasi)
maupun piruvat piruvat atau derivatif (fermentasi) adalah akseptor elektron terakhir. Sebaliknya, seorang akseptor
anorganik (misalnya, Sulfur) digunakan.
Respirasi selulerDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Diagram respirasi seluler
Respirasi selular adalah proses perombakan molekul organik kompleks yang kaya akan energi
potensial menjadi produk limbah yang berenergi lebih rendah (proses katabolik) pada tingkat seluler. [1] Pada
respirasi sel, oksigen terlibat sebagai reaktan bersama dengan bahan bakar organik dan akan
menghasilkan air, karbon dioksida, serta produk energi utamanya ATP. [1] ATP (adenosin trifosfat) memiliki
energi untuk aktivitas selseperti melakukan sintesis biomolekul dari molekul pemula yang lebih kecil,
menjalankan kerja mekanik seperti pada kontraksi otot, dan mengangkut biomolekul atau ion
melalui membran menuju daerah berkonsentrasi lebih tinggi. [2] Secara garis besar, respirasi sel melibatkan
proses-proses yang disebut glikolisis, siklus Krebs atau siklus asam sitrat, dan rantai transpor elektron. [1]
Daftar isi
[sembunyikan]
1 Glikolisis
2 Siklus Krebs
3 Rantai transpor elektron
4 Lihat pula
5 Referensi
[sunting]Glikolisis
Saat glikolisis (penguraian gula), glukosa (gula berkarbon enam) diuraikan menjadi dua gula berkarbon
tiga. [1] Glukosa merupakan molekul gula yang termasuk monosakarida dengan salah satu atom karbonnya
merupakan gugus karbonil dan atom karbon lainnya terikat pada gugushidroksil. [2] Setelah glukosa diubah
menjadi gula yang lebih kecil, kemudian dioksidasi dan atom sisanya disusun ulang untuk membentuk dua
molekul piruvat. [1] Proses glikolisis menghasilkan 2 ATP, 2 NADH dan molekul organik untuk siklus Krebs. [1]
[sunting]Siklus Krebs
Siklus Krebs adalah siklus asam sitrat, disebut siklus Krebs karena seorang saintis Jerman-Inggris yang
bernama Hans Krebs yang membeberkan siklus ini. [1] Sebelum masuk ke siklus Krebs, mula-mula piruvat
diubah menjadi asetil CoA. [1] Kemudian asetat dari asetil CoA masuk sebagai molekul berkarbon dua dan
bertemu dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat. [1] Langkah-langkah berikutnya menguraikan sitrat
kembali menjadi oksaloasetat sehingga membentuk siklus dengan melepaskan karbon dioksida, ATP dan
molekul-molekul pembawa elektron. [1]
[sunting]Rantai transpor elektron
Rantai transpor elektron menerima elektron dari produk hasil perombakan glikolisis dan siklus Krebs dan
mentransfer elektron dari satu molekul ke molekul lain. [1] Energi yang dilepaskan dari setiap pelepasan
elektron tersebut digunakan untuk membuat ATP. [1]
[sunting]Lihat pula
Fosforilasi oksidatif
[sunting]Referensi
1. ^ a b c d e f g h i j k l Campbell NA, Reece BJ, Mitchell LG. 2002. Biologi. Jakarta: Erlangga
2. ^ a b Roswiem AP et al. 2002. Biokimia Umum Jilid 1. Bogor: Departemen Biokimia-FMIPA Institut Pertanian Bogor
sistem transpor elektron21.56 Materi No comments
Senin, 12 November 2012
Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob. Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.
Tahap pertama:
NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+.Tahap kedua:Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP.
Tahap ketiga:
sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir elektron. Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O). Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP. Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan FADH2 sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut.
Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP. Ditambah dari hasil glikolisisdan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.
Sumber : http://biologi-news.blogspot.com/2011/01/sistem-transport-elektron.html,
Biologi Media Center
Recommended