Upload
gayatriwizik
View
402
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Sel dan Energi
• Sel mengikuti hukum-hukum Kimia & Fisika – Hukum Termodinamika I– Hukum Termodinamika II
• Energi dalam Sel:– Ikatan Kimia– Energi potensial Kimia
• Gradien konsentrasi• Gradien potensial
• Pembuatan ATP:– Fosforilasi
• Transfer gugus fosfat dari ATP ke molekul lain:
– Fosforilasi substrat
– Fosforilasi oksidatif
– Pelepasan energi cukup banyak
– Gugus fosfat “energy currency”
Metabolisme
• Kemampuan sel untuk memperoleh energi & mengubah energi dari lingkungan
• Keseluruhan reaksi kimia dalam sel hidup
• Reaksi kimia disusun/diatur dalam jalur-jalur tertentu• Mengatur penggunaan materi & energi di dalam sel
• Anabolisme– Proses biosintesis pada
organisme autotrof
• Katabolisme– Respirasi sel pada
organisme heterotrof
Reaksi Metabolisme
Pada proses fotosintesis tumbuhan menggunakan cahaya, air dan CO2 untuk menghasilkan KH
2 macam reaksi:1. Reaksi terang2. Reaksi gelap
Fotosintesis
Thylakoid:•Tempat berlangsungnya reaksi terang•H2O dipecah dan molekul hidrogen dikonsentrasikan di dalam kompartemen thylakoid•Berlangsung dengan bantuan protein membran yang juga membantu produksi ATP•Pembentukan senyawa karbohidrat berlangsung di dalam stroma
Protein membran
Reaksi Terang • Terjadi dalam photosystems yg ada dlm thylakoid
• Ada 2 photosystem:– Photosystem I– Photosystem II
Jalur pembentukan ATP secara siklik:• Elektron dibebaskan dari klorofil a pada photosystem I melalui sistem transpor elektron• Elektron kembali ke P700 •Aliran elektron menghasilkan ATP dari ADP dan P yang terdapat di dalam kloroplas
Pembentukan ATP dalam Fotosintesis
1. Fotolisis menghasilkan elektron, oksigen dan hidrogen. Oksigen berdifusi keluar elektron masuk ke ETS. Ion hidrogen terakumulasi dalam thylakoid
2. Energi yang hilang karena elektron masuk ke ETS digunkan untuk memompa hidrogen masuk ke thylakoid. Timbul gradien konsentrasi
3. Hidrogen mengalir keluar dari thylakoid melalui ATP synthase. Pengaliran ion melalui ATP synthase akan mengkatalisis pengikatan fosfat ke ADP sehingga terbentuk ATP
Respirasi Selular
• Energi dari makanan tidak dapat langsung digunakan
• Respirasi:– Oksidasi senyawa makanan (mis: glukosa)
• Aerob : akseptor e O2• Anaerob: akseptor e senyawa lain
– Reaksi kimia yg dapat digunakan oleh sel reaksi redoks
– Berlangsung dalam sitoplasma & mitokondria
Tahap Respirasi Selular
• Glikolisis– Perombakan glukosa asam piruvat– Hasil: sedikit ATP & NADH
• Siklus Krebs– Oksidasi senyawa “bahan bakar” (mis: CH2O, as lemak, as
amino) sambil membentuk: CO2, H2O, & ATP.
– Acetyl-coenzymeA --> CO2 + NADH + GTP + FADH2
• Sistem Transpor Elektron:– Pembentukan ATP
Glikolisis
• Reaksi kunci:– Fosforilasi tingkat substrat– Reaksi Redoks– Fase “investasi”, fase “pembayaran”
• Piruvat bisa lebih dari 1 macam
Siklus Krebs• Reaksi Kunci:
– Reduksi NAD dan FAD– Fosforilasi tingkat substrat– Dekarboksilasi– Asilasi (acylation)
Transpor Elektron
• Reaksi “coupling” dengan fosforilasi oksidatif Chemiosmosis
• Energi dari ikatan dalam glukosa dibawa oleh NADH & FADH2
• Pembuatan ATP– Ada gradien (H+) yg timbul akibat transfer e– Ada H+ dilepas keluar (ruang perimitochondrial)– H+ masuk kembali ke mitoplasm melalui ATP
synthase ---> ATP
Kesimpulan • Respirasi menghasilkan ATP• Berbagai senyawa dapat menjadi
substrat• Senyawa intermediate dapat
menjadi prekursor
Enzim
Senyawa katalis
Bereaksi dengan substrat spesifik
Reaksi enzimatik---tingkat efisiensi jauh lebih tinggi dari pada reaksi nonenzimatik
Dikendalikan oleh banyak faktor
pengendali dalam reaksi metabolisme
Dapat meningkatkan kecepatan reaksi
mencapai 108 – 1012
kali
ENZIM
Komponen nonprotein yang melengkapi fungsi enzim----
KOFAKTOR
Kofaktor metal, mis: seng(Zn), besi (Fe), molibdenum (Mo)
Heme group dalam reaksi reduksi dan
oksidasi
Koenzim, sebagai
pembawa (carrier)
Karakteristik reaksi enzimatik• Memiliki efisiensi yang tinggi • Reaksi enzimatik memiliki laju yang tinggi• Kondisi yang dibutuhkan dalam reaksi adalah
keadaan normal• Keberadaan enzim dapat dikendalikan secara
genetis
Lebih dari satu enzim yang dapat bereaksi dengan satu
substrat
Isozim