LAPORAN DISKUSI KELOMPOK

SEL DAN GENETIKA

Anggota Kelompok 5 :

Yudo Prabowo I11110017

Yonanda Widhi Dyaningratri I11110023

David Aron Mampan Pryono I11112065

Umi Nurrahmah I1011131009

Muhammad Amin I1011131020

Estela Salomina Momot I1011131022

Noer Kumala Sari S.F I1011131030

Anggi Sulistiawati I1011131033

Asjat Gapur I1011131035

Muhammad Redha Ditama I1011131046

Eka Yustriana I1011131059

Akbar Taufik I1011131068

Lisa Florencia I1011131072

Fakultas Kedokteran

Universitas Tanjungpura

Pontianak

2014

Pendahuluan

Manusia mempunyai tubuh yang tersusun atas triliyun sel yang saling

berinteraksi dan merupakan organisme multiseluler. Setip selnya melakukan

fungsi-fungsi dasar yang penting bagi kelangsungan hidupnya. Sel merupakan

bagian terkecil dari suatu organisme. Sekumpulan sel yang ada dalam tubuh akan

membentuk suatu jaringan. Dari kumpulan jaringan tersebut akan membentuk

organ. Kupulan organ yang bekerja secara bersama-sama membentuk sistem

organ yang melakukan fungsi yang saling berkaitan dan saling berinteraksi untuk

menyelesaikan aktivitas yang penting bagi kelangsungan hidupnya secara

keseluruhan.

Sel didalam tubuh akan kontak langsung dengan lingkungan dalam

maupun lingkungan luar sel tersebut. Untuk menjaga agar keadaan di dalamnya

tetap konstan, tubuh memerlukan upaya untuk tetap mempertahankan kondisinya

tersebut. Kondisi seperti ini disebut juga dengan hoeostasis. Homeostasi ada agar

unsur-unsur yang ada dalam lingkungan dalam tubuh tetap menjaga dan agar sel

dapat menjalankan fungsi dasar sel secara optimal.

BAB I

BAHAN DISKUSI

A. Pemicu

Ani, 19 tahun, seorang mahasiswi FK Untan, sedang DK2 jam12 siang. Dia

meras lemas dan lapar, sehingga kurang konsentrasi pada saat DK. Tidak lama

kemudian DK berakhir dan Ani segera ke kantin untuk makan siang. Setelah

makan siang dia merasa lebih segar.

B. Klarifikasi dan Definisi

Lemas

Perasa yang tidak jelas dari ketidaknyamanan

Lapar

Rasa ingin makan dikarenakan selang beberapa waktu tubuh tidak

mendapat asupan makanan.

Konsentrasi

Pemusatan perhatian, pikiran dan jiwa serta fisik pada sebuah objek.

(KBBI) pemusatan pikiraan atau perhatian pada suatu hal

C. Kata kunci

Konsentrasi

Lapar

Lemas

Segar

Makan

D. Rumusan masalah

Mengapa ani yang mulanya merasa lemas dan lapar menjadi lebih segar setelah

makan siang?

E. Analisis masalah

F. Hipotesis

Ani yang semulanya mengalami gangguan homeostasis menjadi lebih segar

setelah makan siang karena homeostasis dalam tubuh telah tercapai

G. Pertanyaan diskusi

1. Apa definisi homeostasis?

2. Apa saja komponen homeostasis?

3. Apa fungsi homeostasis?

4. Bagaimana mekanisme homeostasis dalam tubuh?

5. Apa saja faktor internal yang mempengaruhi homeostasis?

6. Apa itu sistem kontrol homeostasis?

7. Bagaimana mekanisme kontrol homeostasis?

8. Bagaimana mekanisme umpan balik homeostasis?

9. Contoh positif dan negatif umpan balik homeostasis

10.Mengapa dapat terjadi gangguan homeostasis?

11.Bagaimana hubungan antara homeostasis dengan komunikasi antar sel?

12.Jelaskan tentang komunikasi sel

13.Apa yang dimksud metabolisme?

Ani, 19 tahun

Lapar dan lemas(kurang

konsentrasi)

Gangguan homeostasis

Homeostasis tercapai

(merasa lebih

Komunikasi sel

metabolisme Umpan

balik

Sistem kontrol

Komponen

Faktor internal

14.Bagaimana metabolisme sel dalam menghasilkan energi

15.Bagaimana proses mekanisme transpor membran?

BAB II

Hasil Diskusi

1. Definisi homeostasis

Homeostasis adalah kemampuan tubuh. Untuk memelihara lingkungan

internal yang penting untuk mempertahankan kehidupan misalnya suhu

juga harus di jaga relative konstan

Homeo berarti sama.

Stasis berarti berdiri.

Homeostasis adalah suatu esensial bagi kelangungan hidup setiap sel , dan

setiap sel melalui aktifitas khususnya masing-masing ikut berperan sebagai

bagian suatu system tubuh mempertahankan lingkungan internal yang

dipakai bersama oleh semua sel.

2. Komponen homeostasis

Komponen homeostasis

Setpoint merupakan nilai fisiologis normal dari masing-masing

variabel tubuh, seperti suhu normal dan konsentrasi zat ekstraseluler.

Reseptor merupakan struktur yang memonitor atau mendeteksi

perubahan yang menyimpang dari setiap variabel normal dan

mengirimkan sinyal ke pusat control.

Reseptor mendeteksi perubahan lingkungan, baik lingkungan

eksternal dimana hewan itu hidup (misalnya perubahan suhu

lingkungan) atau lingkungan internalnya (misalnya pH intraseluler).

Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya

dapat memantau aspek lingkungan tertentu. Fungsi reseptor

adalah mengkonversi perubahan lingkungan yang terdeteksi menjadi

potensial aksi yang dikirim melalui sistem saraf ke pusat

integrasi.Contohnya adalah ujung saraf pada kulit yang memonitor

perubahan suhu dan mengirimkan sinyal tersebut ke otak.

Pusat kontrol merupakan penerima informasi dari reseptor untuk

kemudian memproses dan mengintegrasi informasi tersebut sehingga

dapat menghasilkan output. Output tersebut disampaikan ke efektor

yang dapat berupa impuls saraf atau hormon yang sesuai untuk

kembali ke variabel setpoint normal.

Efektor adalah faktor penerima stimulus balik dari pusat kontrol,

yang mengolah stimulus tersebut menjadi suatu aktifitas gerak untuk

menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan sesuai yang

dikehendaki pusat kontrolnya.Efektor merupakan struktur yang

menerima output dari pusat control dan memproduksi respon hingga

setpoint tercapai kembali.

Contoh integrasi komponen homeostasis ini adalah ketika seseorang

merasa dingin, kulit yang memiliki ujung-ujung saraf mengirimkan

informasi dalam bentuk impuls saraf. Sinyal disampaikan ke hipotalamus

yang mengirim informasi dalam bentuk impuls saraf ke otot skeletal untuk

menggigil sehingga menghasilkan panas. Dalam hal ini, ujung saraf pada

kulit sebagai reseptor, hipotalamus sebagai pusat kontrol, dan otot skeletal

merupakan efektor. Gerakan menggigil dapat mengembalikan setpoint

suhu tubuh.

3. Fungsi homeostasis

Homeostasis berfungsi dalam menjaga stabilitas lingkungan internal

secara konstan relatif yang dinamis, untuk menyelenggarakan seluruh

aktivitas sel dalam tubuh, yang memerlukan berbagai bahan dari

lingkungan secara konstan, misalnya oksigen, nutrien, dan garam.

Perubahan lingkungan internal dalam tubuh dapat mempengaruhi aktivitas

sel dalam tubuh yang menghasilkan bermacam-macam hasil sekresi sel

bermanfaat dan berbagai zat sisa yang dialirkan ke lingkungan internal

berupa cairan ekstraseluler. Oleh karena itu jika aktivitas sel dalam tubuh

terganggu maka pengambilan zat dari lingkungan luar dan pengeluaran zat

dari dalam tubuh akan berubah, dan perubahan tersebut akan mengubah

keadaan lingkungan internal. (Isnaeni,. W. 2006).

4. Mekanisme homeostasis dalam tubuh

Mekanisme ini diatur oleh otak terutama hipotalamus, yang bila

terangsang akan merangsang koordinasi tubuh. Proses ini akan terjadi

terus menerus hingga lingkungan dinamis dalam tubuh akan berada pada

jumlah yang normal. Beberapa proses yang ikut serta dalam mekanisme

homestasis adalah positive dan negative feedback, pengaturan pH darah,

osmoregulasi dan termoregulasi (Guyton, 1996 ).

5. Faktor Internal yang mempengaruhi homeostatis :

Konsentrasi molekul-molekul nutrient. Sel-sel memerlukan pasokan

molekul nutrient secara terus-menerus untuk menghasilkan energi.

Energi, sebaliknya, diperlukan untuk menunjang berbagai aktivitas sel

baik yang bersifat khusus maupun yang untuk mempertahankan

kehidupan.

Konsentrasi O2 dan CO2. Sel-sel memerlukan O2 untuk melakukan reaksi

kimia pembentuk energy. CO2 yang dibentuk selama reaksi-reaksi ini

harus dikeluarkan sehingga tidak terbentuk asam yang meningkatkan

keasaman lingkungan internal.

Konsentrasi zat sisa. Sebagian reaksi kimia menghasilkan produk-

produk akhir yang menimbulkan efek toksik pada sel tubuh jika

dibiarkan berakumulasi.

pH. Perubahan pada Ph ( jumlah relatif asam ) berpengaruh buruk pada

fungsi sel saraf dan merusak aktivitas enzim semua sel.

Konsentrasi garam, air, dan elektron lain. Karena konsentrasi relatif

garam ( NaCl ) dan air di cairan ekstrasel mempengaruhi seberapa

banyak air yang masuk atau ke luar sel, maka konsentrasi keduanya

diatur secara cermat untuk mempertahankan volume sel. Sel tidak

berfungsi normal jika membengkak atau menciur. Elektrolit-elektrolit

lain berperan dalam berbagai fungsi vital lain. Sebagai contoh, denyut

jantung yang teratur bergantung pada konsentrasi kalium (K+) yang

relative konstan di cairan ekstrasel.

Volume dan tekanan. Komponen lingkungan internal yang beredar,

yaitu plasma, harus dipertahankan pada volume dan tekanan darah yang

adekuat untuk menjamin distribusi penghubung antara lingkungan

eksternal dan sel yang penting ini ke seluruh tubuh.

Suhu. Sel-sel yang berfungsi optimal dalam kisaran suhu yang sempit.

Jika sel terlalu dingin maka fungsi-fungsi sel akan terlalu melambat dan

yang lebih buruk lagi, jika sel terlalu panas maka protein-protein

structural dan enzimatik akan terganggu atau rusak.

6. Definisi sistem kontrol homeostasis

Sistem control homeostasis adalah suatu jalinan komponen-komponen

tubuh yang bekerja sama untuk mempertahankan suatu factor dalam

lingkungan internal agar relatif konstan di sekitar titik patokan optimal.

Sistem control homeostasis dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

kontrol intrinsik (lokal), yaitu respons-respons kompen satorik Inheren

suatu organ terhadap perubahan; dan

kontrol ekstrinsik, yaitu respons suatu organ yang dipicu oleh faktor-

faktor di luar organ, yaitu sistem saraf dan endokrin.

7. Mekanisme sistem kontrol homeostasis

Untuk mempertahankan homeostasis system control harus mampu

Mendeteksi penyimpangan dari nilai normal faktor internal yang yang

perlu dijaga dalam batas-batas yang sempit

Mengintegrasikan informasi ini dengan informasi lain yang relevan

Melakukan penyesuaian yang tetap dalam aktifitas bagian-bagian

tubuh yang bertanggung jawab memulihkan faktor tersebut kenilai

yang diinginkan

8. Umpanbalik homeostasis dibagimenjadiduayaitu

Umpanbalik negative

Umpan balik negative adalah perubahan suatu faktor yang di control

secara homeostasis akan memicu respon yang berupaya untuk

memulihkan faktor tersebut ke normal dengan menggerakkan faktor

kearah berlawanan dari perubahan awalnya. Demikianlah

penyesuaian korelatif berlawanan dari perubahan awalnya dari tingkat

normal yang di inginkan

Contoh : suhu badan.

Umpanbalik positive

Keluaran meningkatkan atau memperkuat perubahan sehingga

variable terkontrol terus bergerak searah perubahan awal.

Contoh : pada saat melahirkan yaitu pada hormon oksitosin yang

menyebabkan kontrak sikuat uterus. Sewaktu konstraksi uterus.

Mendorong bayi menekan serviks. Peregangan serviks yang terjadi

memicu serangkaian kejadian yang menyebabkan pelepasan lebih

banyak oksitosin, yang menyebabkan kontraksi uterus menguat.

9. Penyebab terjadinya homeostasis

Gangguan homeostasis pada dasarnya memiliki hubungan erat dengan

komunikasi sel. Gangguan homeostasis dapat terjadi jika satu atau lebih

sistem tubuh tidak berfungsi dan tidak mendapatkan lingkungan yang

optimal untuk hidup dan berfungsi secara efisien. Dalam pemicu diatas,

Ani kurang konsentrasi karena lemas dan lapar, hal ini merupakan salah

satu bentuk komunikasi antar sel ke otak untuk memberitahu otak bahwa

ada faktor internal yang tidak terpenuhi. Berdasarkan pemicu diatas, faktor

internal yang tidak dipenuhi adalah konsentrasi molekul-molekul nutrien

sehingga ketika ani telah makan siang, ia merasa lebih segar karena faktor

internal yang sebelumnya tidak terpenuhi menjadi terpenuhi dan

homeostasis pun tercapai.

10. Hubungan antara homeostasis dengan komunikasi antar sel

Secara umum tujuan komunikasi sel adalah mengatur dan mengendalikan

sel sehingga dapat mempertahankan keseimbangan (homeostasis) serta,

untuk memperlancar proses metabolisme, pertumbuhan dan

perkembangan. Komunikasi pada multi seluler bertujuan untuk

mengkoordinasi aktivitas sel sehingga sel dapat tumbuh dan berkembang

menjadi sebuah jaringan. Pada uniseluler komunikasi bertujuan untuk

mengidentifikasi sinyal – sinyal kimiawi untuk mengawali proses

perkawinan.

Sel yang berkomunikasi dengan cara kontak langsung baik sel hewan

maupun sel tumbuhan memiliki sambungan langsung yang bila memang

ada memberikan kontinu itassitoplasmik diantara sel-sel yang berdekatan.

Dalam hal ini, bahan pesinyalan yang larut dalam sitosol dapat dengan

bebas melewati sel yang berdekatan. Disamping itu, sel hewan mungkin

melakukan kontak langsung diantara molekuk-molekul di dalam

permukaannya, komunikasi ini terjadi melalui zat kimia yang dilepaskan

kecairan ektrasel (interstitial), untuk berkomunikasi dengan sel lain yang

berdekatan.

Sel yang berkomunikasi dengan cara mengirimkan molekul-molekul sinyal

atau komunikasi sel persinyalan lokal, melakukan komunikasi dengan cara

mengirim kan molekul-molekul sinyal secara difusi menuju sel target yang

berada dekat dengannya, ataupun dengan cara menyampaikan neuro trans

mitter seperti adrenalin, asetil, kolin, dll. Melewaticelah synapse (celah

atau ruang kecil antar sel).

Sel yang berkomunikasi jarak jauh berkomunikasi melalui sinyal listrik

yang dihantarkan dengan sinyal kimia (hormonatauneurohormon) yang

dialirkan melalui darah, hormone dapat mencapai hamper seluruh sel

tubuh, tetapi jika dengan persinyalan local hanya untuk sel target tertentu

yang memiliki jarak berdekatan dan mengenali serta merespon sinyal

kimiawi yang diberikan.

Tipe Penyampaian Molekul Sel dalam Komunikasi Sel

1. Endokrin adalah sel target jauh dengan media hormon yang dibawa

melalui pembuluh darah.

2. Parakrin adalah sel penyekresi bekerja pada sel-sel target yang

berdekatan dengan melepas molekul regulator lokal(misalnya,faktor

pertumbuhan) ke dalam cairan luar sel.

3. Autokrin adalah sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan oleh

sel itu sendiri.

4. Sinaptik adalah  sel syaraf melepas molekul neuro transmiter ke

dalam sinapsis,sehingga merangsang sel target.

Mekanisme Penyampaian Sinyal

1. Komunikasi Langsung adalah komunikasi antar sel yang sangat

berdekatan karena mentransfer sinyal listrik (ion-ion).

2. Komunikasi Lokal adalah komunikasi yang terjadi melalui zat kimia

yang dilepaskan ke cairan ekstrasel yang berdekatan.

3. Komunikasi Jarak Jauh adalah komunikasi yang berlangsung melalui

sinyal  listrik yang dihantarkan sel saraf dan atau sinyal kimia

(HORMON dan neurohormon).

11. Definisi komunikasi sel

Komunikasi sel adalah penyampaian sinyal atau informasi dari suatu sel

pesinyal ke sel yang lain (sel target) yang pada akhirnya akan

menimbulkan respon. Kita mengetahui bahwa sel di dalam tubuh kita

bertetangga satu sama lain, untuk melakukan aktivitas di dalam tubuh sel-

sel di dalam tubuh melakukan komunikasi satu sama lain agar setiap organ

di dalam tubuh dapat melakukan tugasnya dengan baik sehingga

keberlangsungan hidup dapat berjalan sistematis. Sel biasanya melakukan

komunikasi dengan cara mengeluarkan sinyal-sinyal kepada sel target

yang disebut persinyalan lokal, dan dengan cara kontak langsung atau pun

dengan cara menyampaikan sinyal melalui hormon-hormon yang disebut

persinyalan jarak jauh.

12. Definisi metabolisme

Metabolisme mengacu pada semua reaksi kimia yang berlangsung di

dalam sel. Katabolisme merupakan penguraian makromolekul organik

yang besar menjadi senyawa yang lebih kecil. Anabolisme merupakan

tahap penggunaan energi di mana senyawa-senyawa kompleks dibentuk

dari zat penyusun yang sederhana.

13. Metabolisme sel dalam menghasilkan energi

Berbagai reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup

untuk mempertahankan hidup disebut metabolisme. Agar dapat tetap

hidup, organisme membutuhkan materi dan energi yang tetap dari

lingkungannya. Materi dan energi yang dibutuhkan oleh sebagian besar

organisme berasal dari molekul organik yang dimakannya. Sebelum

dapat dimanfaatkan oleh sel, bahan makanan yang padat terlebih dahulu

dirombak menjadi molekul yang relatif kecil dan mudah larut.

Molekul-molekul ini mengandung 2-4 atom karbon yang dalam proses

selanjutnya menghadapi dua pilihan. Pilihan pertama adalah berfungsinya

molekul ini sebagai bahan baku pembuatan gula, asam lemak, gliserol,

dan asam amino. Senyawa-senyawa yang terbentuk ini selanjutnya

menjadi komponen makromolekul dari sel, seperti: polisakarida, lipid,

protein, dan asam nukleat. Tahapan metabolisme dimana terbentuknya

molekul besar berenergi tinggi berasal dari molekul rendah berenergi

rendah disebut Anabolisme. Pilihan kedua adalah molekul yang

mengandung 2-4 atom karbon ini dirombak menjadi molekul anorganik

yang sederhana seperti CO2, H2O dan NH3. Tahapan metabolisme yang

merombak molekul kompleks kaya energi menjadi molekul sederhana

miskin energi disebut Katabolisme.

Metabolisme terbagi menjadi 2 bagian, yaitu anabolisme dan katabolisme.

Anabolisme adalah reaksi kimia yang memerlukan energi untuk

membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Katabolisme

adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan memecah senyawa

kompleks menjadi senyawa sederhana.Dalam tubuh organisme, terdapat

ribuan proses kimia yang berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena

itu, produk suatu enzim bisa menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua

reaksi kimia dalam organisme hidup diatur dengan mengatur kerja

katalisator.

Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di

dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme)

dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme

biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal

pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses

biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses

kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat

bertahan hidup.

Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari

komposisi metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan

atau pada suatu bagian tubuh dinamakan metabolomika.

KATABOLISME

Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan

senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana

dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk

melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan

oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari

cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan

energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.

Katabolisme merupakan suatu proses yang berkebalikan dengan proses

anabolisme, yaitu suatu proses pembongkaran, dimana energi yang

tersimpan digunakan untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan.

Proses pembebasan energi di dalam sel disebut respirasi sel. Pada respirasi

sel, energi kimia dalam makanan diubah menjadi gerak. Peristiwa ini

terlihat pada kontraksi otot dan pergerakan molekul-molekul atau ion-ion

pada pengangkutan aktif. Disamping itu energi ini juga dapat digunakan

untuk reaksi-reaksi yang membentuk senyawa kimia baru, ataupun

dibebaskan sebagai panas.

Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap

organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi

pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan

fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk

reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks

yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul

organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor

seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi

molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih

sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Urutan yang paling umum dari

reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama.

Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak

dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-

molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi

molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang

melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi

menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor

elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi

koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.

Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi

transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai

tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahariTumbuhan,

alga dan beberapa bakteri mengambil energi dari sinar matahari melalui

fotosintesis, merubah energi cahaya menjadi energi kimia, untuk

digunakan membuat makanan disebut organisme autotrof.. Sebaliknya,

oprganisme yang hidup dari hasil produksi organisme autotrof atau tidak

bisa membuat makan sendiri disebut organisme heterotrof. Organisme

heterotrog memecah makanan mereka menjadi energi. Proses oksidasi

senyawa organik untuk mendapat energi dari pemutusan ikatan kimia pada

tingkatan sel disebut respirasi seluler. Ada 2 macam respirasi yaitu

respirasi aerob dan respirasi anaerob.

Respirasi aerob.

Proses repirasi disebut aerob karena dibutuhkan oksigen sebagai akseptor

elektron, selain itu disebut respirasi anaerob atau fermentasi. Respirasi

aerob terdapat 4 tahap utama yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif,

Siklus Krebs dan Transpor Elektron.

1. Glikolisis

Glikolisis adalah 10 tahap pertama biokimia yang menghasilkan ATP

pada fosforilasi tingakt substrat. Untuk 1 molekul glukosa, 2 ATP

digunakan pada 3 tahap pertama dan 4 ATP dihasilkan pada 4 tahap

terakhir. Hasil kotor glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat(3C), 2

ATP, 2 NADH dan 2 H2O. Glikolisis terjadi di sitosol/sitoplasma dan

bisa dianggap proses anaerob karena belum menggunakan oksigen.

Ringkasan tahapan glikolisis:

Fosforilasi glukosa oleh ATP.

Penyusunan kembali struktur glukosa yang terfosforilasi, diikuti oleh

fosforilasi kedua.

Molekul glukosa(6C) akhirnya pecah menjadi 2 senyawa 3 karbon

berlainan yaitu Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P atau PGAL) dan

satunya lagi yaitu Dihydroxylacetone phosphate (DHAP). DHAP

segera diubah menjadi PGAL oleh enzim isomerase. (Proses

perubahan ini mencapai kesetimbangan di dalam tabung reaksi namun

hal ini tidak terjadi di dalam tubuh makhluk hidup)

Oksidasi yang diikuti oleh fosforilasi dari fosfat anorganik(bukan dari

ATP) menghasilkan 2 NADH dan 2 molekul

difosfogliserat(BPG/PGA), masing-masing dengan 1 ikatan fosfat

berenergi tinggi

Pelepasan ikatan berenergi tinggi dengan 2 ADP menghasilkan 2 ATP

dan meninggalkan 2 molekul fosfogliserat(PGA)

Pelepasan air menyebabkan 2 molekul fosfoenolpiruvat dengan ikatan

fosfat energi tinggi

Pelepasan fosfat energi tinggi oleh 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan

hasil akhir glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat.

Enzim-enzim dalam proses glikolisis yaitu:

Heksokinase: Fosforilasi glukosa oleh ATP sehingga menghasilkan

glukosa 6 fosfat

Fosfoglukoisomerase: Penyusunan molekul glukosa terfosforilasi

menjadi fruktosa terfosforilasi(fruktosa 6 fosfat)

Fosfofruktokinase: Fosforilasi fruktosa 6 fosfat oleh ATP sehingga

menghasilkan Fruktosa 1,6 Difosfat

Aldolase:Memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dihidroksilaseton

fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat

Isomerase:Mengubah semua dihidroksilaseton fosfat menjadi

gliseraldehida 3 fosfat

Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase atau triosa fosfat

dehidrogenase: Fosforilasi Gliseraldehida 3 fosfat oleh fosfat

anorganik dari sitosol, oksidasi untuk membentuk NADH sehingga

menghasilkan 1,3 difosfogliserat

Fosfogliserokinase: Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP

sehingga menghasilkan 3 fosfogliserat

Fosfogliseromutase: Merubah 3 fosfogliserat menjadi 2 fosfogliserat

Enolase Menghasilkan air sehingga terbentuk fosfoenolpiruvat

Piruvat kinase Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP

sehingga hasil akhir berupa asam piruvat

2. Dekarboksilasi

Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap kedua dimana 2 molekul asam

piruvat yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa dirubah menjadi

senyawa berkarbon 2 yaitu asetil CoA(asetil koenzim A) dengan

melepaskan 2 CO2 dan 2 NADH. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di

dalam membran luar mitokondria. Enzim yang berperan adalah CoA

dan piruvat dehirogenase yang berfungsi mereduksi piruvat sehingga

melepaskan CO2 dan NADH serta berikatan dengan piruvat

tereduksi(asetil) untuk dibawa ke mitokondria.

3. Siklus Krebs

Siklus adalah tahap ketiga dengan 9 reaksi dimana gugus asetil dari

piruvat dioksidasi sehingga menghasilkan NADH, FADH, ATP dan

CO2. Siklus ini dinamakan siklus Krebs karena ditemukan oleh Hans

Krebs. Siklus Krebs bisa disbut juga siklus asam sitrat karena senyawa

yang pertama kali terbentuk adalah asam sitrat. Siklus Krebs terjadi di

matriks mitokondria dan ringkasan tahapannya sebagai berikut:

• Asetil CoA ditambah Oksaloasetat menghasilkan molekul sitrat yang

berkarbon 6.

• Penyusunan kembali molekul sitrat dan dekarboksilasi. 5 reaksi

berikutnya menyederhanakan sitrat ke molekul 5 karbon dan kemudian

ke molekul 4 karbon yaitu suksinat. Selama reaksi ini berlangsung,

dihasilkan 2 NADH dan 1 ATP.

• Regenerasi oksaloasetat. Suksinat melewati 3 reaksi tambahan untuk

menjadi oksaloasetat. Selama proses ini, dihasilkan 1 NADH dan 2

FADH.

Enzim-enzim yang digunakan:

Sitrat sintetase: Membentuk sitrat dari oksaloasetat dan asetil CoA.

Kerja enzim ini irreversible dan terhambat saat konsentrasi ATP tinggi

dan dipicu ketika konsentrasi ATP rendah

Akonitase: Penyusunan kembali molekul sitrat dengan memindahkan

gugus H dan OH pada karbon berlainan, membentuk isositrat

Isositrat dehidrogenase: Mengoksidasi isositrat sehingga dihasilkan

NADH dan CO2, sehingga isositrat berubah menjadi molekul 5

karbon, α ketoglutarat

α ketoglutarat dehidrogenase: Mengoksidasi α ketoglutarat

membentuk gugus suksinil yang bersatu dengan Coa sehingga

terbentuk suksinil CoA

Suksinil KoA sintetase: Pelepasan ikatan antara gugus suksinil dan

KoA untuk dijadikan ATP sehingga molekul tersisa menjadi Suksinat

Suksinat dehidrogenase: Mengoksidasi suksinat menjadi fumarat dan

menghasilkan FADH

Fumarase: Menambahkan air ke fumarat untuk membentuk malat

Malat dehidrogenase: Mengoksidasi malat dan melepaskan NADH

sehingga terbentuk kembali oksaloasetat

4. Rantai transport elektron

Rantai transport elektron adalah proses terakhir untuk mengahsilkan

ATP, H2O yang terjadi di membran dalam/krista mitokondria. Pada

tahap ini, elektron yang dibawa oleh NADH ditransfer ke berbagai

pembawa elektron supaya energinya bisa digunakan untuk memompa

proton. Gradien proton yang dibuat oleh transpor elektron digunakan

oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. Proses pemompaan

proton untuk menghasilkan ATP juga disebut kemiosmosis.

Enzim-enzim yang terlibat anatara lain NADH dehidrogenase

(melepaskan ion H dari NAD dan mengoper elektron ke ubiquinon),

ubiquinon (mengoper elektron ke komplek protein sitrokrom),

kompleks bc1 (memompa proton dan mengoper elektron ke sitrokrom

c), sitokrom c (mereduksi oksigen dengan 4 elektron membentuk air),

ATP sintase (memompa proton untuk menghasilkan ATP).

Hasil akhir respirasi seluler:

Glikolisis, hasil 2 ATP, 2 piruvat, 2 NADH, 2 H2O.

Dekarboksilasi oksidatif, hasil 2 NADH, 2 CO2.

Siklus Krebs, hasil 6 HADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP.

Transpor elektron, hasil 34 ATP, H2O.

Jumlah bersih ATP : 38 ATP(36 ATP karena 2 ATP dipakai untuk

memasukkan NADH ke mitokondria, 30 ATP karena membran

mitokondria agak bocor sehingga proton bisa lewat tanpa melalui ATP

sintase dan mitokondria terkadang memakai gradien proton untuk

keperluan lain seperti memasukkan piruvat ke matriks daripada sintesis

ATP).

14. Mekanisme transpor membran.

Prinsip dasar pemeliharaan kehidupan sel bergantung pada kesinambungan

gerakan materi ke dalam dan keluar sel. Nutrisi sel harus masuk sedangkan

sisa-sisa metabolisme harus keluar. Pergerakan plasma terjadi melalui

mekanisme transpor pasif dan transpor aktif.

1. Transpor pasif merupakan proses fisik yang tidak perlu mengeluarkan

energi selular atau metabolik, tetapi memakai sumber energi eksternal,

misalnya panas. Transpor dilakukan dari tempat yang berkonsentrasi

tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah (seperti gerakan

downhill atau turun bukit).

a. Difusi merupakan gerakan acak partikel molekul atau ion karena

pengaruh energi termalnya sendiri. Difusi molekul atau ion dapat

berlangsung dalam suatu cairan, gas, atau zat padat. Difusi dapat

melalui membran hidup dan tidak hidup yang permeabel terhadap

molekul tersebut. Difusi akan terjadi lebih cepat jika gradien

konsentrasi tinggi, berat molekul rendah, dan penngkatan suhu.

Contoh proses difusi adalah perpindahan oksigen dari membran

alveolus ke pembuluh darah saat inspirasi.

b. Dialisis merupakan pemisahan zat terlarut kristaloid (misalnya ion,

glukosa, oksigen) dengan berdifusi melalui membran permeabel

terhadap zat tersebut tetapi tidak permeabel terhadap zat terlarut

koloid (misalnya protein darah). Prinsip dialysis ini digunakan

dalam ginjal buatan.

c. Osmosis merupakan difusi saring molekul air melalui membran

permeabel selektif, yaitu membran yang tidak dapat dilewati secara

bebas oleh semua zat terlarut yang ada

d. Difusi terfasilitasi disebut juga difusi diperantarai carrier yaitu

suatu mekanisme di mana molekul-molekul yang tidak larut dalam

lemak dan terlalu besar untuk melewati saluran protein dibantu

dengan carrier.

e. Filtrasi merupakan kekuatan gerakan air dan molekul yang dapat

berdifusi melewati memnran plasma akibat tekanan.

2. Transpor aktif membutuhkan penggunaan energi metabolik yang

diperoleh dari reaksi kimia selular dan menggerakkan molekul atau ion

melawan gradien konsentrasinya yaitu dari tempat berkonsentrasi rendah

ke konsentrasi yang lebih tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya

pergerakan zat menyeberangi membran sel tanpa tergantung pada

konsentrasi cairan cairan ekstraselular dan intraselularnya.

a. Transpor aktif yang diperantarai carrier. Contohnya adalah pompa

natrium kalium yang berfungsi menukar natrium intrasel dengan

kalium ekstraselular. Pompa ini berkontribusi dalam terjadinya

perbedaan voltase listrik yang disebut potensial membran.

b. Transpor massa yang berukuran besar merupakan suatu proses aktif

yang mentranspor partikel besar dan makromolekul dengan

membentuk kantong atau vesikel yang menempel pada membran.

Transpor massa ini termasuk endositosis dan eksositosis.

BAB III

Penutup

Kesimpulan

Ani yang semulanya merasa lemas dan lapar menjadi lebih segar setelah makan

siang karena homeostasis dalam tubuh telah tercapai

Daftar Pustaka

Campbell, N.A., et al. 2006. Biology Concepts & Connections. California: The

Benjamin/Commings Publishing Company

Dvivedi, Jyoti dan Sanjay Dvivedi. 2009. Krishna’s Anatomy, Physiology, and

Pathophysiology-I. India: Satyendra Rastogi “Mitra”.

Guyton.A.C, 1996.Textbook of Medical Physiology, Philadelpia: Elsevier

saunders

Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta

Jawetz, dkk. 2005. “Mikrobiologi Kedokteran (Medical Microbiology)”. Jakarta:

Salemba Medika

Sherwood,Lauralee. Fisiologi Manusia dari sel ke sistem edisi 6 cetakan 2014.

Hal 455.

Starr, Cecie, et al. 2011. Biology: Concepts And Applications Eight Edition. USA:

Life Sciences.