Pada postingan sebelumnya, kita sudah membahas pengantar metabolisme, tujuannya supaya kalian memahami gambaran secara umum materi yang akan dipelajari dalam metabolisme. Selanjutnya kita akan bahas secara mendalam materi metabolisme tersebut.
Metabolisme merupakan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi kimia ini tentu melibatkan enzim sebagai biokatalisator, dan materi enzim sudah dibahas dalam postingan sebelumnya. Metabolisme dibedakan menjadi dua macam yaitu katabolisme dan anabolisme. Masing-masing kita akan bahas secara terpisah, dan sekarang kita bahas katabolisme terlebih dahulu.
Katabolisme adalah proses pemecahan atau penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Berdasarkan perubahan energinya, katabolisme bersifat eksergonik, karena melepaskan energi. selain itu, katabolisme juga bersifat eksoterm karena mampu melepaskan panas ke lingkungan.
Respirasi merupakan bagian dari proses katabolisme, karena terjadi penguraian senyawa kompleks baik berupa karbohidrat, lemak, dan juga protein menjadi senyawa sederhana. Berdasarkan ada dan tidaknya oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua, yaitu resipirasi aerob dan respirasi anaerob.
Respirasi aerob yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen, tahapan dalam respirasi aerob yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs dan juga transpor elektron. Sedangkan respirasi anaerob yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen dan tahapannya hanya glikolisis saja.
Respirasi Aerob
 |
| Reaksi respirasi aerob |
Dalam respirasi aerob melibatkan sitoplasma dan juga mitokondria. Bagian sel ini sebetulnya sudah kalian pelajari waktu kelas sebelas lalu, atau materi lengkapnya bisa kalian klik di sini. Perlu kalian ingat bahwa mitokondria memiliki membran ganda, yaitu membaran luar dan membran dalam yang berlekuk membentuk krista, selain itu mitokondria juga memiliki matriks, yaitu bahan dasar berupa cairan yang ditemukan di dalam mitokondria. Bagian mitokondria ini akan sering disebut dalam proses respirasi aerob.
1. Glikolisis
Glikolisis merupkan proses pemecahan molekul glukosa menjadi senyawa-senyawa sederhana. Glikolisis ini terjadi di sitoplasma atau sitosol. Dari satu molekul glukosa yang memiliki 6 atom karbon akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat yang masing-masing memiliki tiga atom karbon, 2 NADH, dan 2 ATP.
Sebetulnya, ATP yang dihasilkan dalam glikolisis ini berjumlah 4 ATP, tetapi karena terjadi reaksi endergonik sebanyak 2 ATP pada pengubahan glukosa menjadi 2 PGAL, maka hasil bersihnya hanya 2 ATP saja.
Selanjutnya 2 asam piruvat ini akan memasuki tahapan yang ke dua yaitu dekarboksilasi oksidatif atau oksidasi piruvat yang terjadi di mitokondria.
2. Dekarboksilasi oksidatif/oksidasi piruvat
Tahapan kedua dari respirasi aerob yaitu dekarboksilasi oksidatif yang terjadi di matriks mitokondria. Tahapan ini menggunakan bahan yang berasal dari glikolisis yaitu 2 asam piruvat. 2 asam piruvat selanjutnya akan diubah menjadi 2 Asetil KoA yang memiliki 2 atom karbon, 2 NADH, dan 2 CO2. Selanjutnya 2 asetil KoA ini akan memasuki tahapan ketiga yaitu siklus krebs.
3. Siklus krebs
Siklus ini terjadi di matriks mitokondria Siklus krebs disebut juga siklus asam sitrat karena produk pertama dari siklus ini yaitu asam sitrat yang memiliki 6 atom karbon. 2 asetil KoA yang berasal dari dekarboksilasi oksidatif akan bereaksi dengan asam okasaloasetat membentuk asam sitrat sampai membentuk asam oksaloasetat kembali. Secara keseluruhan, siklus asam sitrat ini menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH dan 4 CO2 yang berasal dari 2 asetil KoA.
4. Transpor elektron
Transpor elektron merupakan proses pemindahan elektron dan hidrogen secara berantai dari NADH dan FADH2 yang terbentuk dari proses sebelumnya (glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, dan Siklus Krebs) disertai dengan terbentuknya ATP dan H2O. Dari 1 NADH akan dihasilkan 3 ATP, sedangkan dari 1 FADH2 dihasilkan 2 ATP, dan akseptor elektron terakhirnya yaitu O2 yang akan membentuk H2O. Total NADH dan FADH2 yang terbentuk dari proses-proses sebelumnya berjumlah 10 NADH dan 2 FADH, sehingga total ATP yang akan dihasilkan sebanyak 34 ATP dan 12 H2O.
Respirasi Anaerob
Respirasi anaerob yaitu respirasi tanpa menggunakan oksigen, hal ini biasa dilakukan oleh mikroorganisme baik jamur maupun bakteri, termasuk oleh manusia dalam kondisi tertentu. Respirasi anaerob dapat terjadi dalam proses pembentukan alkohol dan juga asam laktat. Respirasi anaerob hanya terjadi di sitoplasma tanpa melibatkan mitokondria, karena prosesnya hanya melibatkan glikolisis saja tanpa diikuti proses yang lainnya.
a. Fermentasi alkohol
Pada fermentasi alkohol, produk yang berasal dari glikolisis berupa asam piruvat yang memiliki tiga atom karbon tidak masuk ke mitokondria, melainkan langsung diubah menjadi asetaldehid yang memiliki dua atom karbon. Satu atom karbon akan dilepas dan membentuk dua karbondioksida. Selanjutnya, asetaldehid ini akan direduksi oleh NADH menjadi dua molekul etanol.
 |
| Reaksi fermentasi alkohol |
Jadi dalam fermentasi alkohol ini, dari satu molekul glukosa diubah menjadi 2 etanol, 2 CO2, dan 2 ATP. Proses ini biasa dimanfaatkan untuk membuat tape singkong atau anggur.
b. Fermentasi asam laktat
Sama halnya dengan fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat melibatkan proses glikolisis yang terjadi di sitoplasma. Produk dari glikolisis berupa asam piruvat yang memiliki tiga atom karbon langsung direduksi oleh NADH menjadi asam laktat yang juga memiliki tiga atom karbon tanpa melepaskan karbondioksida di sitoplasma.
 |
| Reaksi fermentasi asam laktat |
Sehingga dari satu molekul glukosa dihasilkan 2 asam laktat dan dua 2 ATP saja. Proses ini dimanfaatkan untuk membuat yoghurt atau keju. Sebetulnya pada manusia juga bisa mengalami fermentasi asam laktat ini, yaitu saat tubuh melakukan aktifitas tinggi dan membutuhkan energi dalam jumlah banyak dan cepat, sementara kandungan oksigen di dalam tubuh jumlahnya sangat terbatas, maka terjadilah ferentasi asam laktat.
Fermentasi asam laktat ini sebetulnya merugikan bagi tubuh, karena selain energi yang dihasilkannya dalam jumlah sedikit juga bersifat racun, sehingga akan dikeluarkan dari dalam sel dan diangkut oleh darah ke hati, tapi jika oksigen sudah terpenuhi maka asam laktat ini bisa diubah lagi menjadi energi.
Nah Biologixme, itulah penejelasan singkat mengenai proses katabolisme, selanjutnya kita akan bahas proses anabolisme yang melibatkan fotosintesis di kloroplast.
Share This :
0 komentar