Kini pembahasn kita sudah memasuki proses anabolisme. Anabolisme ini masih bagian dari rangkaian metabolisme yang melibatkan enzim, dan sebelumnya kita sudah membahas materi katabolisme, pastikan tidak lupa lagi ya. Oke langsung saja disimak pembahasan tentang anabolisme.
Anabolisme merupakan proses penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses penyusunan senyawa kompleks ini membutuhkan energi sehingga disebut reaksi endergonik. Jika sumber energi yang dibutuhkan berasal dari cahaya, maka disebut fotosintesis, sedangkan jika energi yang dibutuhkan berasal dari zat kimia maka disebut kemosintesis.
Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses pembentukan amilum yang memanfaatkan energi matahari di kloroplas. Kloroplas sendiri terdapat pada jaringan mesofil pada daun, serta pada organ tumbuhan lainnya yang berwarna hijau.
Kloroplas merupakan sebuah organel yang memiliki membran ganda, ribosom dan DNA. Hal ini tentu memiliki kesamaan dengan organel mitokondria pada katabolisme di materi sebelumnya.
Ada dua komponen penting pada kloroplas yang berperan dalam poses fotosintesis, kedua komponen itu terdiri dari grana dan stroma. Grana merupakan tumpukan kantung yang tersusun dari membran tylakoid, di membran tylakoid ini terdapat pigmen yang dikenal dengan klorofil.
Klorofil sendiri terdiri dari beberapa macam, yaitu kolorfil a, b, c dan d, tetapi dari semua jenis klorofil tadi, klorofil a merupakan pigmen utama dalm fotosintesis. Pada klorofil a terdapat dua pusat reaksi yang disebut fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I mampu menerima panjang gelombang 700 nm, sehingga disebut dengan P700, sedangkan fotosistem II mampu menerima panjang gelombang 680 nm atau P680.
Komponen kedua yang berperan penting dalam fotosintesis yaitu strorma. Stroma merupakan cairan fluida yang mengisi kloroplas. Pada stroma ini terjadi proses pembentukan amilum atau disebut dengan reaksi gelap atau siklus Calvin Benson.
Berdasarkan tahapannya, fotosintesis dibedakan menjadi dua macam, yaitu reaksi terang yang terjadi pada grana dan reaksi gelap yang terjadi pada stroma. Keduanya saling berhubungan satu sama lain untuk membentuk amilum.
A. Reaksi terang
Dalam reaksi terang, terdapat dua jenis aliran elektron, yaitu melalu jalur siklik dan jalur non siklik.
1. Jalur Siklik
Jalur siklik disebut juga dengan fotofosforilasi siklik. Dalam proses ini, energi cahaya atau foton memicu P700 untuk melepaskan (eksitasi) elektron, kemudian elektron ditangkap oleh akseptor dan kembali lagi ke P700. Saat terjadi perputaran elektron ini terjadi fosforilasi terhadap ADP, sehingga dihasilkan ATP.
Akseptor elektron yang terlibat diantaranya ada feredoksin (fd), plastoquinon (pq), sitokrom (cyt) dan plastocyanin (pc). Jalur siklik ini biasanya dilakukan oleh bakteri dan mikroorganisme autotrof.
2. Jalur non siklik
Pada jalur non siklik atau dikenal juga dengan fotofosforilasi non siklik melibatkan fotosistem I dan fotosistem II. Energi foton memicu fotosistem II (P680) dan fotosistem I untuk melepaskan elektron, kemudian elektron tersebut ditangkap oleh akseptor.
Elektron yang berasal dari fotosistem II selanjutnya memasuki sistem sitokrom dan terjadi fosforilasi, sehingga dihasikan ATP dari ADP. Elektron yang sudah berenergi rendah selanjutnya memasuki fotosistem I (P700) yang juga melepaskan elektron, tetapi elektron yang berasal dari fotosistem I tidak kembali ke fotosistem I, melainkan dipindahkan ke ke akseptor feredoksin dan terakhir jatuh di NADP bersamaan dengan pengikatan ion hidrogen membentuk NADPH2.
Fotosistem II yang kehilangan elektron menjadi tidak stabil, untuk kembali stabil maka terjadi fotolisi air. Fotolisis air ini menghasilkan elektron, ion hidrogen, dan oksigen. Oksigen akan dilepaskan ke udara, sedangkan elektron akan menyetabilkan fotosistem II, sedangkan ion hidrogen akan ditangkap oleh NADP membentuk NADPH2 yang telah disebutkan di atas.
Dari kedua penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa pada reaksi terang jalur siklik hanya menghasilkan ATP dan melibatkan fotosistem I saja, sedangkan pada jalur non siklik selain menghasilkan ATP juga menghasilkan NADPH2, serta oksigen yang dilepaskan ke udara. Pada jalur non siklik terjadi fotolisis dan melibatkan fotosistem I dan II.
B. Raksi Gelap
1. Jalur C3
Reaksi gelap atau siklus Calvin Benson ini terjadi di stroma kloroplas yang melibatkan CO2 dan energi yang berasal dari reaksi terang berupa ATP dan NADPH2, hasil pertama yang dihasilkan dalam reaksi gelap ini memiliki tiga atom karbon, maka disebut juga dengan jalur C3, dan jalur C3 ini terjadi pada sebagian besar tumbuhan yang ada di bumi.
Untuk membentuk 1 molekul gula yang memiliki tiga atom karbon ini, dibutuhkan CO2 sebanyak 3 molekul yang diikat oleh 3 RuBP yang meiliki 5 atom karbon.
Tahapan pertama dalam proses reaksi gelap ini disebut fiksasi, yaitu proses pengikatan CO2 oleh RuBP, pengikatan ini melibatkan enzim yang disebut Rubisco, hasil dari fiksasi ini yaitu 3-fosfogliserat yang memiliki 3 atom karbon, selanjutnya 3-fosfogliserat ini diubah menjadi 1,3 bifosfogliserat akibat penambahan fosfat yng berasal dari ATP reaksi terang.
Selanjutnya 1,3 bifosfogliserat diubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat setelah terjadi reduksi dengan menambahkan hidrogen dan elektron dari NADPH2, NADPH2 ini berubah jadi NADP.
Kemudian gliseraldehida 3 fosfat ini ada yang diubah menjadi gula yang merupaka hasil fotosintesis, dan ada pula yang diubah menjadi RuBP untuk mengikat CO2 kembali (sebanyak 5 molekul), pembentukan kembali RuBP ini disebut regenerasi, regenerasi ini menggunakan ATP yang diubah jadi ADP.
2. Jalur C4
Contoh tanaman yang melakukan fotosintesis melalui jalur C4 adalah tebu, sorgum, dan jagung. Disebut jalur C4 karena produk pertama yag dihasilhan dari reaksi gelapnya adalah asam oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon.
Struktur daun pada tanaman C4 ini sedikit berbeda, selain memiliki jaringan mesofil, juga memiliki berkas seludang pembuluh angkut. Di mesofil, CO2 diikat oleh posfoenolpiruvat (PEP) terlebih dahulu, PEP ini memiliki 3 atom karbon, sehingga terbentuk oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon, selanjutnya oksaloasetat diubah menjadi malat lalu akan memasuki berkas seludang pembuluh angkut.
Di berkas seludang pembuluh angkut, malat dipecah menjadi CO2 dan piruvat yang memiliki 3 atom arbon. Piruvat akan kembali ke mesofil untuk diubah jadi posfoenolpiruvat kembali, sedangkan CO2 akan diikat oleh RuBP memasuki siklus calin untuk membentuk gula.
3. Jalur CAM
Stomata pada tanaman jalur CAM biasanya menutup pada siang hari, sehingga CO2 baru bisa masuk melalui stomata pada malam hari saat stomatanya terbuka, contoh untuk tanaman jalur CAM ini adalah nanas, kaktus, dan sukulen. Reaksi gelap pada jalur CAM ini sama dengan jalur C4, tetapi berbeda dalam hal waktu dan tempat pembentukan gulanya.
Pada malam hari CO2 masuk lalu diikat oleh oleh PEP sampai terbentuk oksaloasetat, selanjutnya diubah jadi malat sampai menghasilkan CO2 kembali. Pada siang hari CO2 tadi akan diikat oleh RuBP untuk memasuki siklus Calvin hingga dihasilkan gula.
Nah Biologixme, itulah pembahasn kita tentang anabolisme, tunggu ya postingan berikutnya.
Share This :
0 komentar