Makalah Respirasi Sel

A.    Pengertian Respirasi Sel (Katabolisme)
Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.

Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan organik. Akseptor elektron tersebut d iantaranya adalah:
·           NAD (nikotinamida adenin dinukleotida)
·           FAD (flavin adenin dinukleotida)
·           Ubikuinon
·           Sitokrom
·           Oksigen

B.     Jenis-jenis Respirasi
1.      Respirasi aerob
Yaitu respirasi yang tidak memerlukan oksigen, respirasi ini terjadi melalui berbagai tahapan yaitu:
a.       Glikolisis
Glikolisis adalah satu rangkaian tahapan dimana satu molekul glukosa dipecah ke dalam dua molekul asam piruvat. Sebagai ikatan kimia di glukosa, elektron (dan ion hidrogen) bergabung dengan NAD + , membentuk NADH. Glukosa dioxidasi dan NAD + dikurangi. Satu keluaran dari dua ATP  molekul dihasilkan di glikolisis bagi setiap glukosa molekul diproses. Tapi kebanyakan dari energy yang dilepaskan oleh uraian glukosa dibawa oleh elektron yang menyertakan NADH.. tahapannya sebagai berikut:
Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.
Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat. (lihat bagan)
Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil glikolisis.
Description: D:\gkilioklisis.gif

                  Gambar 1: Proses Glikolisis

b.      Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada  langkah ini 2 molekul asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.



Description: D:\Skema dekarboksilasi oksidatif.jpg
                        
           Gambar 2: Proses Dekarboksilasi Oksidatif
c.       Siklus Krebs
Asetil KoA yang dihasilkan dalam tahap dekarboksilasi oksidatif akan dioksidasi lebih lanjut dalam mitokondria tepatnya di matrik mitokondria. Reaksi-reaksi ini memerlukan sejumlah enzim dan koenzim. Daur kreb dimulai dengan dilepaskannya gugusan asetil dari Asetil KoA dan bereaksi dengan oksaloasetat membentuk asam sitrat, dan seterusnya hingga siklus berulang. Hasilnya adalah 2 X 1 ATP, 2 X 3 NADH + , dan 2 X 1  . Tahapan daur krebs adalah sebagai berikut:

Description: D:\Untitled.jpg

                      Gambar 3: Tahapan Proses siklus krebs

d.      Transfor Elektron
Energi yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus Krebs ada dua macam. Pertama, dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (guanosin trifosfat). Energi in merupakan energi siap pakai yang langsung dapat digunakan. Kedua, dalam bentuk sumber elektron, yaitu NADH dan FAD (flavin adenin dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini dibawa ke sistem transfor elektron.
Proses transfos elektren ini sangat kompleks. Pada dasarnya, elektron dan H+ dari NADH dan FADH2 dibawa darai satu subtrat ke substrat lain secara berantai. Pembawa elektron dalam transfor elektron antara lain protein besi-sulfur (Fe.S) dan sitokrom. Selain itu terdapat pula senyawa ubikuinon yang bukan protein. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikat fosfat anorganik (P) ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat (O2) sebagai penerima (akseptor), sehinga terbentuk H2O.



      Gambar 4: Tahapan proses Transfor Elektron






2.      Respirasi Aerob
Respirasi anaerob dapat pula disebut fermentasi atau respirasi intramolekul. Tujuan fermentasi sama dengan respirasi aerob, yaitu mendapatkan energy. Hanya saja energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit dari respirasi aerob.
Respirasi aerob :
C6H12O6 ---- 6 CO2 + 6 H2O + 675 kal + 38 ATP
Respiasi anaerob:
C6H12O6 ------  2 C2H5OH + 2CO2 + 21 kal + 2 ATP
Pernapasan anaerob dapat berlangsung didalam udara bebas, tetapi proses ini tidak menggunakan O2 yang disediakan di udara. Fermentasi sering pula disebut sebagai peragian alcohol atau alkoholisasi.
Contohnya pada fermentasi Alkohol.
Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.

CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E

(asam piruvat)           (asetaldehid)                             (etanol)


Description: E:\fermentasi alkohol[5].png

Gambar 5: Proses Respirasi Anaerob pada Fermentasi Alkohol



DAFTAR PUSTAKA


Yatim, Wildan. 2003. Biologi Modern Biologi Sel. Bandung: Tarsito

Written by: Budianto
Biologi Online, Updated at: 1/18/2013

Ditulis Oleh : Budhii Yanto ~ Budhii Weblog

Budianto Anda sedang membaca artikel berjudul Makalah Respirasi Sel yang ditulis oleh Budhii WeBlog yang berisi tentang : Dan Maaf, Anda tidak diperbolehkan mengcopy paste artikel ini.

Jika Anda menyukai Artikel di blog ini, Silahkan berlangganan gratis via email, dengan begitu Anda akan mendapat kiriman artikel setiap ada artikel yang terbit di Budhii WeBlog

0 komentar:

Poskan Komentar

Back to top