RESPIRASI SEL

RESPIRASI SELULER? adalah proses pemecahan molekul organik kompleks yg mengandung energi potensial menjadi produk yang lebih sederhana yang berenergi lebih rendah (poses katabolik) dengan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik) pada tingkat seluler. => Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.

=> Akseptor elektron tersebut di antaranya adalah: Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), sehingga diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan organik. => Akseptor elektron tersebut di antaranya adalah:   NAD (nikotinamida adenin dinukleotida) FAD (flavin adenin dinukleotida) Ubikuinon Sitokrom Oksigen

Oksigen terlibat sebagai reaktan bersama dengan bahan bakar organik dan akan menghasilkan air, karbon dioksida, serta produk energi utamanya ATP ATP (adenosin trifosfat) memiliki energi untuk aktivitas sel seperti melakukan sintesis biomolekul dari molekul pemula yang lebih kecil, menjalankan kerja mekanik seperti pada kontraksi otot, dan mengangkut biomolekul atau ion melalui membran menuju daerah berkonsentrasi lebih tinggi.

Ada empat langkah dalam proses respirasi, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur Krebs (siklus asam sitrat), dan rantai transpor elektron. 1.    Glikolisis Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.

Saat glikolisis (penguraian gula), glukosa (gula berkarbon enam) diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Glukosa merupakan molekul gula yang termasuk monosakarida dengan salah satu atom karbonnya merupakan gugus karbonil dan atom karbon lainnya terikat pada gugus hidroksil. Setelah glukosa diubah menjadi gula yang lebih kecil, kemudian dioksidasi dan atom sisanya disusun ulang untuk membentuk dua molekul piruvat. Proses glikolisis menghasilkan 2 ATP, 2 NADH dan molekul organik untuk siklus Krebs.

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

3.    Daur Krebs Berlangsung di matriks mitokondria, disebut juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat Asetil-KoA yang terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.

Siklus Krebs adalah siklus asam sitrat, disebut siklus Krebs karena seorang saintis Jerman-Inggris yang bernama Hans Krebs yang membeberkan siklus ini. Sebelum masuk ke siklus Krebs, mula-mula piruvat diubah menjadi asetil CoA. Kemudian asetat dari asetil CoA masuk sebagai molekul berkarbon dua dan bertemu dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat. Langkah berikutnya, menguraikan sitrat kembali menjadi oksaloasetat sehingga membentuk siklus dengan melepaskan karbon dioksida, ATP dan molekul-molekul pembawa elektron.

4.    Rantai Transpor Elektron Berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah: setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP.

Jadi, rantai transpor elektron menerima elektron dari produk hasil perombakan glikolisis dan siklus Krebs dan mentransfer elektron dari satu molekul ke molekul lain. Energi yang dilepaskan dari setiap pelepasan elektron tersebut digunakan untuk membuat ATP.

Setiap satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD, energi yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP. Jadi, satu mol glukosa yang mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.

Proses ATP NADH FADH Glikolisis Dekarboksilasi oksidatif Daur Krebs Rantai transpor elektron 2 – 2 34 2 2 6 – – – 2 – Total 38 10 2

Respirasi Anaerob Oksigen diperlukan dalam respirasi aerob sebagai penerima H yang terakhir dan membentuk H2O. Bila berlangsung aktivitas respirasi yang sangat intensif seperti pada kontraksi otot yang berat akan terjadi kekurangan oksigen yang menyebabkan berlangsungnya respirasi anaerob. Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi asam laktat pada otot, dan fermentasi alkohol yang dilakukan oleh jamur Sacharromyces (ragi).

1. Fermentasi asam laktat Asam piruvat yang  terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir.  Akibatnya, asam piruvat direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP untuk setiap mol glukosa yang direspirasi. CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E (asam piruvat)                   (asam laktat)

Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP. 2.    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)