MetabolismeMetabolisme
Metabolisme adalah semuaproses / reaksi kimia yangterjadi di dalam sel ataudalam tubuh organisme hidup.Metabolisme adalah semuaproses / reaksi kimia yangterjadi di dalam sel ataudalam tubuh organisme hidup.
Terdiri dari : Anabolisme danKatabolismeTerdiri dari : Anabolisme danKatabolisme
ANABOLISME Aspek-aspek metabolisme yang merupakanproses penyusunan / pembentukan (sintesa) dari senyawasederhana menjadi senyawa kompleks, misal fotosintesis padatumbuhan hijau dan kemosintesis pada bakteri; Sintesa proteindari asam amino; Sintesa glikogen dari glukosa; Sintesa lipida dariasam lemak.ANABOLISME Aspek-aspek metabolisme yang merupakanproses penyusunan / pembentukan (sintesa) dari senyawasederhana menjadi senyawa kompleks, misal fotosintesis padatumbuhan hijau dan kemosintesis pada bakteri; Sintesa proteindari asam amino; Sintesa glikogen dari glukosa; Sintesa lipida dariasam lemak.
KATABOLISME Reaksi pemecahan / perombakan ikatan kimiakompleks menjadi senyawa sederhana. Misalnya Respirasi Proses pembebasan energi yang tersimpan dalam bentuk energikimia. Glukosa karbondioksida + Air + Energi ATP, melaluiproses kimia dengan menggunakan oksigenKATABOLISME Reaksi pemecahan / perombakan ikatan kimiakompleks menjadi senyawa sederhana. Misalnya Respirasi Proses pembebasan energi yang tersimpan dalam bentuk energikimia. Glukosa karbondioksida + Air + Energi ATP, melaluiproses kimia dengan menggunakan oksigen
RESPIRASI SEL merupakan proses-proses enzimatis didalam sel dimana molekul-molekul karbohidrat, asamlemak dan asam amino diuraikan menjadi karbondioksidadan air dengan konservasi energi dalam bentuk ATP(adenosin trifosfat)RESPIRASI SEL merupakan proses-proses enzimatis didalam sel dimana molekul-molekul karbohidrat, asamlemak dan asam amino diuraikan menjadi karbondioksidadan air dengan konservasi energi dalam bentuk ATP(adenosin trifosfat)
Prosesnya terjadi dalam mitokondria.Prosesnya terjadi dalam mitokondria.
FERMENTASIProses penguraian karbohidrat secaraanaerobik (tanpa ada oksigen) dimana dihasilkan alkoholatau laktat.FERMENTASIProses penguraian karbohidrat secaraanaerobik (tanpa ada oksigen) dimana dihasilkan alkoholatau laktat.
Fermentasi alkohol dapat terjadi misalnya pada prosespembuatan alkohol dan bir dari anggur oleh sel-sel Ragi.Fermentasi alkohol dapat terjadi misalnya pada prosespembuatan alkohol dan bir dari anggur oleh sel-sel Ragi.
Fermentasi asam laktat dapat terjadi pada otot atlet pelaricepat, dimana ATP terus menerus dipakai untuk kontraksiotot, sedangkan oksigen sedikit/tidak adaterjaditimbunan asam laktat menimbulkan kelelahan / pegal-pegal ototFermentasi asam laktat dapat terjadi pada otot atlet pelaricepat, dimana ATP terus menerus dipakai untuk kontraksiotot, sedangkan oksigen sedikit/tidak adaterjaditimbunan asam laktat menimbulkan kelelahan / pegal-pegal otot
Ada Tiga Tahap Respirasi Sel, yaitu :Ada Tiga Tahap Respirasi Sel, yaitu :
1.GLIKOLISIS1.GLIKOLISIS
2.SIKLUS KREBS2.SIKLUS KREBS
3.SISTEM TRANSPORT ELEKTRON3.SISTEM TRANSPORT ELEKTRON
1. GLIKOLISIS1. GLIKOLISIS
Glikolisis Proses Metabolisme Anaerob yangterjadi di dalam sitoplasma sel, dimana glukosa(C6) dihidrolisis menjadi Asam Piruvat (C3)dengan 2 mol ATP per molekul glukosa dan 2mol NaOH sebagai sumber elektron berenergitinggi (reaksi glikolisis dimuat dalam gambar9.4)Glikolisis Proses Metabolisme Anaerob yangterjadi di dalam sitoplasma sel, dimana glukosa(C6) dihidrolisis menjadi Asam Piruvat (C3)dengan 2 mol ATP per molekul glukosa dan 2mol NaOH sebagai sumber elektron berenergitinggi (reaksi glikolisis dimuat dalam gambar9.4)
Tabel 4.1. Perbandingan Glikosis dengan Fermentasipada input dan outputnyaTabel 4.1. Perbandingan Glikosis dengan Fermentasipada input dan outputnya
GLIKOLISISGLIKOLISIS
FERMENTASIFERMENTASI
INPUTINPUT
OUTPUTOUTPUT
INPUTINPUT
OUTPUTOUTPUT
GlukoseGlukose
2 NAD+2 NAD+
2 ADP +2P2 ADP +2P
2 Piruvat2 Piruvat
2 NADH2 NADH
2 ATP2 ATP
GlukoseGlukose
2 ADP2 ADP
2 Laktat /2Alkohol+ 2CO22 Laktat /2Alkohol+ 2CO2
2 ATP2 ATP
Piruvat hasil glikolisis masuk ke dalammitokondria bila tersedia oksigen. Respirasi selulermerupakan reaksi pemecahan piruvat secarasempurna menjadi karbondioksida dan air didalam mitokondria dengan adanya oksigen.Piruvat hasil glikolisis masuk ke dalammitokondria bila tersedia oksigen. Respirasi selulermerupakan reaksi pemecahan piruvat secarasempurna menjadi karbondioksida dan air didalam mitokondria dengan adanya oksigen.
Piruvat Gugus Asetil Siklus Krebs SistemTransport Elektron.Piruvat Gugus Asetil Siklus Krebs SistemTransport Elektron.
ATP yang dihasilkan maksimum pada glikolisis 2 ATP; Respirasi Seluler 34 ATP; Total = 36ATPATP yang dihasilkan maksimum pada glikolisis 2 ATP; Respirasi Seluler 34 ATP; Total = 36ATP
2. SIKLUS KREBS2. SIKLUS KREBS
Siklus Krebs merupakan salahsatu proses respirasi seluleryang penting, merupakanproses kimia siklik yangkompleks dengan urutansebagai berikut :Siklus Krebs merupakan salahsatu proses respirasi seluleryang penting, merupakanproses kimia siklik yangkompleks dengan urutansebagai berikut :
1.Asam Piruvat hasil glikolisis memasuki siklus krebs bereaksi dengan NAD+ (nikotin amide adenin Dinukleotide)dan ko-enzim A /Ko-A Asetil Ko-A. Proses ini dibebaskanCO2 dan NADH.1.Asam Piruvat hasil glikolisis memasuki siklus krebs bereaksi dengan NAD+ (nikotin amide adenin Dinukleotide)dan ko-enzim A /Ko-A Asetil Ko-A. Proses ini dibebaskanCO2 dan NADH.
Piruvat (3C) Asetil Ko-A (2C) Piruvat (3C) Asetil Ko-A (2C)
2. Reaksi Asetil Ko-A (2C) + Asam Oksaloasetat (4C) Asam Sitrat (6C) dan Ko-A dibebaskan lagi.2. Reaksi Asetil Ko-A (2C) + Asam Oksaloasetat (4C) Asam Sitrat (6C) dan Ko-A dibebaskan lagi.
3.Asam Sitrat (6C)+NaO+ Asam Alfa Ketoglutarat (5C) +CO2).3.Asam Sitrat (6C)+NaO+ Asam Alfa Ketoglutarat (5C) +CO2).
4.(5C) + NAD Asam Suksinat (4C) + NADH + CO24.(5C) + NAD Asam Suksinat (4C) + NADH + CO2
5.Asam Suksinat + FAD (flavine Adenin dinukleotide) AsamMalat (4C) + FADH25.Asam Suksinat + FAD (flavine Adenin dinukleotide) AsamMalat (4C) + FADH2
6.Asam Malat (4C) + NAD+ Asam Oksalo Asetat (4C) +NADH6.Asam Malat (4C) + NAD+ Asam Oksalo Asetat (4C) +NADH
Asam Oksaloasetat akan kembali lagi bereaksi denganasetil Ko-A (sama dengan langkah kedua diatas)Asam Oksaloasetat akan kembali lagi bereaksi denganasetil Ko-A (sama dengan langkah kedua diatas)
(lihat gambar 9.7, 9.8 dan 9.9)(lihat gambar 9.7, 9.8 dan 9.9)
3. SISTEM TRANSPORT ELEKTRON3. SISTEM TRANSPORT ELEKTRON
Transportasi Elektron terjadi di dalammitokondria, dan berakhir setelahelektron bersama-sama dengan H+menuju dan akhirnya bereaksi denganoksigen yang berfungsi sebagaiakseptor terakhir membentuk H2O(reaksi kompleks)Transportasi Elektron terjadi di dalammitokondria, dan berakhir setelahelektron bersama-sama dengan H+menuju dan akhirnya bereaksi denganoksigen yang berfungsi sebagaiakseptor terakhir membentuk H2O(reaksi kompleks)
* Yang berperan penting dalam sistemtransport elektron diantaranya NADH, FADH2,molekul-molekul khusus seperti FlavinMononukleotide, koenzim Q, beberapa Sitokromb, c1, c, Oxidase kompleks.* Yang berperan penting dalam sistemtransport elektron diantaranya NADH, FADH2,molekul-molekul khusus seperti FlavinMononukleotide, koenzim Q, beberapa Sitokromb, c1, c, Oxidase kompleks.
Elektron berenergi tinggi, pertama berasal dariNADHdi transfer ke FMN(flavine mononukleotide) ke Q sitokrom b-c kompleks sitokrom c sitokrom oksidase kompleks. Molekul oksigenmenangkap elektron berikatan dengan H+ yangberasal dari lingkungan sekitarnya H2O (gambar9.10)Elektron berenergi tinggi, pertama berasal dariNADHdi transfer ke FMN(flavine mononukleotide) ke Q sitokrom b-c kompleks sitokrom c sitokrom oksidase kompleks. Molekul oksigenmenangkap elektron berikatan dengan H+ yangberasal dari lingkungan sekitarnya H2O (gambar9.10)
Reaksi disederhanakan :Reaksi disederhanakan :
C6H12O6 + 6 O2 6H2O + 6 CO2 + Energi (ATP)C6H12O6 + 6 O2 6H2O + 6 CO2 + Energi (ATP)
Pada Tumbuhan : CO2 dibuang melalui stomata
Pada Hewan : CO2 dibuang melalui pulmonum
Energi dalam bentuk ATP digunakan dalam segala proses /aktivitas biologis yang selalu memerlukan energi.
ATP ADP + P + energi (7,3 K.kal/molATP)
• Reaksi Eksergonik Reaksi yang menghasilkan energi danbila timbul panas Reaksi Eksoterm
• Reaksi Endergonik Reaksi yang memerlukan energi dalambentuk panas (reaksi endoterm)
Ketiga Proses Respirasi disederhanakan sebagai berikut :Ketiga Proses Respirasi disederhanakan sebagai berikut :
ProsesProses
AkseptorAkseptor
ATPATP
GLIKOLISIS :GLIKOLISIS :
Glukosa 2 Asam PiruvatGlukosa 2 Asam Piruvat
2 NADH2 NADH
2 ATP2 ATP
SIKLUS KREBSSIKLUS KREBS
2 Asam Piruvat 2 Asetil Ko-A + 2CO22 Asam Piruvat 2 Asetil Ko-A + 2CO2
2 Asetil Ko-A 4 CO22 Asetil Ko-A 4 CO2
2 NADH2 NADH
6 NADH6 NADH
2 FADH22 FADH2
2 ATP2 ATP
SISTEM TRANSPORT ELEKTRONSISTEM TRANSPORT ELEKTRON
10 NADH + 5O2 10 NAD+ + 10H2O10 NADH + 5O2 10 NAD+ + 10H2O
2 FADH2 + O2 2FAD + 2H2O2 FADH2 + O2 2FAD + 2H2O
30 ATP30 ATP
4 ATP4 ATP
Jumlah Elektron untuk masukMitokondriaJumlah Elektron untuk masukMitokondria
38 ATP38 ATP
2 ATP2 ATP
TOTAL HASIL AKHIRTOTAL HASIL AKHIR
36 ATP36 ATP