METABOLISME SEL (ANABOLISME - FOTOSINTESIS ) Sri Lestari Utami, S.Si., MKes.

METABOLISME Rangkaian ratusan reaksi kimia secara simultan yang dikatali-sis oleh enzim dan mencakup : 1. Mendapatkan & mengubah energi disekelilingnya → energi kerja 2. Energi diperoleh → pembangunan bagian-bagian sel untuk pertumbuhan, pemeliharaan & pembelahan ► “BIOSINTESIS” Meliputi : Katabolisme → contoh : respirasi » pemecahan Anabolisme → contoh : fotosintesis, sintesis karbohidrat, lemak & protein » penyusunan ATP → agen coupling energi utama (nukleotida) : RIBOSE (adenosine), ADENIN (basa nukleotida) & 3 GUGUS FOSFAT Melalui transfer gugus fosfat ► fosforilasi Melibatkan reaksi perubahan energi : transfer e-/reaksi redoks ▲ Oksidasi : pemindahan elektron dari substansi-substansi ▲ Reduksi : penambahan elektron pada substansi-substansi

ATP + H2O → ADP + Pi ADP + Pi → ATP + H2O

FOTOSINTESIS Transformasi sun energy → ATP sebagai energi yang berikatan kimia melalui pembentukan C, O2 & H menjadi karbohidrat Pada organisme berkhloroplast : (tumbuhan, beberapa Bakteri & banyak Protista) ☼ outer membran ► bilayer fosfolipid ☼ inner membran ► tilakoid, channel/lamela ☼ stroma Penyederhanaan proses-proses dalam fotosintesis : 12H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6 + 6H2O atau Reaktan-reaktan 2 H2O 6CO2 Hasil 6O2 C6H12O6 6H2O Glukosa sebagai produk akhir tapi dalam khloroplast dalam jumlah sedikit, karena terikat pada kelompok fosfat (tidak stabil) sehingga akan membentuk sukrosa, zat tepung dan selulosa yang lebih stabil sebagai hasil akhir utama dari fotosintesis  

INTI FOTOSINTESIS : reaksi terang & gelap Dipindahkannya (diambilnya) atom H dari molekul air » reaksi terang Reduksi CO2 oleh atom H ini untuk membentuk molekul organik sebagai jalur fikasasi karbon (siklus Calvin) » reaksi gelap Prinsip reaksinya : ↓↓↓↓ H2O 4e- + 4H+ + O2 ☺ e- berperan mereduksi NAPD+ menjadi NADPH yang digunakan pada siklus Calvin dan menyebabkan muatan elektrokimia sebagai energi untuk pompa proton dari stroma khloroplast ke ruangan dalam tilakoid ☺ H+ selain berperan sama dalam reduksi NADP+, juga aliran keluarnya kembali dari ruangan dalam tilakoid melalui difusi dipermudah akan merupakan suplai energi bagi konversi ADP menjadi ATP (disebut fotofosforilasi), dimana ATP diperlukan dalam siklus Calvin

Reaksi Terang Merupakan reaksi yang tergantung pada adanya cahaya atau light-dependent reactions Terdapat 3 peristiwa utama sebagai sentralnya : Pigmen menangkap energi sinar matahari yang juga memecah molekul air (H2O) menjadi oksigen, hidrogen dan elektron-elektron, Energi yang masuk akan diubah menjadi energi ikatan kimia ATP, Koenzim NADP+ mengangkut elektron-elektron dan hidrogen yang berjalan bersisian dengannya. Pigmen-pigmen pada membran tilakoid → banyak kelompok → fotosistem, yaitu pada sistem transport elektron yang terdiri dari enzim, koenzim dan protein-protein lain. Energi ditangkap oleh pusat reaksi fotosistem (molekul klorofil a) & elektron pada molekul akseptor → ATP & NADPH Paket energi dari sinar tampak matahari sebagai foton

Pigmen-pigmen fotosistem yang mendapat foton energi.

Terdapat sebagai 2 fotosistem : Fotosistem I : merupakan fotosistem pada alga biru-hijau dengan pusat reaksinya klorofil A P700 dan pigmen bagiannya : karoteneoid Fotosistem II : dengan pusat reaksinya klorofil A P680 dan pigmen bagiannya : karotenoid & plastoquinon 2 jenis aliran elektron : Jalur siklik (fotosistem I) : fotosistem  sistem transport dan terjadi jika reaksi gelap kekurangan ATP Jalur non siklik : pembentukan ATP dan NADPH pada fotofistem I dan II

Jalur non siklik fotosintesis pada pembentukan ATP & NADPH

Jalur siklik pembentukan ATP

Reaksi Gelap Merupakan reaksi yang tidak membutuhkan cahaya (light independent reactions) Disebut siklus Calvin-Benson dan merupakan jalur siklik Melibatkan RuBp, PGA, PGAL → glukosa Berlangsung selama ada suplai ATP dan NADPH dengan mengikat CO2 (sehingga disebut fikasasi karbon)

Reaksi gelap pada fotosintesis