respirasi sel

BAB II

PEMBAHASAN

RESPIRASI SEL

Respirasi sel, juga dikenal sebagai ‘metabolisme oksidatif’, adalah salah satu cara kunci sel berguna mendapatkan energi. Ini adalah himpunan reaksi metabolik dan proses-proses yang terjadi dalam organisme ‘biokimia sel untuk mengubah energi dari nutrisi menjadi adenosin trifosfat (ATP), dan kemudian melepas produk-produk limbah. Reaksi respirasi yang terlibat dalam reaksi katabolik yang melibatkan oksidasi satu molekul dan pengurangan lain.

Nutrisi biasa digunakan oleh sel-sel hewan dan tumbuhan dalam respirasi termasuk glukosa, asam amino dan asam lemak, dan agen oksidasi yang umum (penerima elektron) adalah molekul oksigen (O2). Bakteri dan archaea juga dapat lithotrophs dan organisme ini dapat bernafas menggunakan berbagai molekul anorganik sebagai donor dan akseptor elektron, seperti belerang, ion logam, methane atau hidrogen. Organisme yang menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir dalam digambarkan sebagai respirasi aerobik, sedangkan mereka yang tidak disebut sebagai anaerobik .

Energi yang dilepaskan dalam respirasi digunakan untuk mensintesis ATP untuk menyimpan energi ini. Energi yang tersimpan dalam ATP kemudian dapat digunakan untuk mendorong proses-proses yang membutuhkan energi, termasuk biosintesis, gerak atau pengangkutan molekul melintasi membran sel.

Respirasi selular pada sel eukariotik

Dekarboksilasi oksidatif piruvat

Yang piruvat dioksidasi menjadi asetil-KoA dan CO2 oleh piruvat dehidrogenase kompleks, sekelompok enzim-banyak salinan dari masing-masing dari tiga enzim-terletak di mitokondria dari sel-sel eukariotik dan di dalam sitosol dari prokariota. Dalam proses satu molekul NADH dibentuk per piruvat dioksidasi, dan 3 mol ATP dibentuk untuk setiap mol piruvat. Langkah ini juga dikenal sebagai reaksi link, seperti link glikolisis dan siklus Krebs.

Siklus Asam Sitrat

Ini juga disebut siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat. Ketika oksigen hadir, asetil-KoA yang dihasilkan dari molekul piruvat diciptakan dari glikolisis. Setelah asetil-KoA terbentuk, dua proses dapat terjadi, aerobik atau respirasi anaerobik. Ketika oksigen hadir, mitokondria akan mengalami respirasi aerobik yang mengarah pada siklus Krebs. Namun, jika oksigen tidak ada, fermentasi dari molekul piruvat akan terjadi. Dengan keberadaan oksigen, ketika asetil-KoA yang dihasilkan, molekul kemudian memasuki siklus asam sitrat (Siklus Krebs) di dalam matriks mitokondria, dan akan teroksidasi menjadi CO2, sementara pada saat yang sama mengurangi NAD menjadi NADH. NADH dapat digunakan oleh rantai transpor elektron untuk membuat ATP lebih lanjut sebagai bagian dari fosforilasi oksidatif. Mengoksidasi sepenuhnya setara dengan satu molekul glukosa, dua asetil-KoA harus dimetabolisme oleh siklus Krebs. Dua produk limbah, H2O dan CO2, diciptakan selama siklus ini.

Siklus asam sitrat adalah sebuah 8-langkah proses yang melibatkan enzim dari 8. Di seluruh siklus, asetil-KoA akan berubah menjadi sitrat, Isositrat, α-ketoglutarat, suksinil-CoA, suksinat, Fumarat, malat, dan akhirnya, oksaloasetat. Memperoleh energi bersih dari satu siklus adalah 3 NADH, 1 FADH, dan 1 ATP. Dengan demikian, total jumlah energi seluruh hasil dari satu molekul glukosa (2 piruvat molekul) adalah 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.

Fosforilasi oksidatif

Pada eukariota, fosforilasi oksidatif terjadi di krista mitokondria. Ini terdiri dari rantai transpor elektron yang membentuk gradien proton (kemiosmotik potensial) melintasi membran dengan mengoksidasi yang NADH yang dihasilkan dari siklus Krebs. ATP disintesis oleh enzim ATP sintase ketika gradien kemiosmotik digunakan untuk mendorong fosforilasi ADP. Elektron akhirnya ditransfer ke eksogen oksigen dan, dengan tambahan dua proton, air terbentuk.

3. Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)

    Pada siklus krebs ini (terjadi dimatriks mitokondria) asetil KoA diubah menjadi KoA. Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. KoA dilepaskan sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat.

                                                             

 SIKLUS KREBS

   

gambar:siklus krebs2.jpg

Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2.
Selama terjadi pembentukan – pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat denga ADP membentuk molekul ATP.
    Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai hasil dari glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs.
Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor ke sistem transport electron oleh molekul pembawa .
                                                        

4. Sistem transport electron

    Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi ATP.
Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus krebs yang tergabung dalam FADH₂dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.
Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor electron yang terakhir , setelah menerima electron , O₂ akan bereaksi dengan H+ membentuk H₂O. pada sistem ini dihasilkan 34 ATP.
Jadi total ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut:
Secara tidak langsung secara Lewat sistem transport elektron langsung

Glikolisis                 2 NADH2 = 6 ATP                            2 ATP
Reaksi antara          2 NADH2 = 6 ATP
Siklus Krebs           6 NADH2 = 18 ATP                           2 ATP
                              2 FADH2 = 4 ATP

                        ------------------------------------                      ------------------

                                               34 ATP                            4 ATP

5. Respirasi Aerob dan Anaerob

    Respirasi aerob adalah suatu proses pernapasan yang membutuhkan iksigen dari udara.
Ada beberapa tumbuhan yang kegiatan respirasinya menurun bila konsentrasi oksigen di udara dibawah normal, misalnya bayam, wortel dan bebrapa tumbuhan lainnya.

     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.
Perhatikan reaksi dibawah ini!
Respirasi aerob :

C₆H₁₂O₆ ---- 6 CO₂ + 6 H₂O + 675 kal + 38 ATP
Respiasi anaerob:

C₆H₁₂O_{6 ------}  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.

Pada respirasi aerob maupun anaerob, asam piruvat hasil proses glikolisis merupakan substrat.

                                          Perhatikan skema dibawah ini !
                                         
                                                      Respirasi aerob dan respirasi anaerob

a) Asam piruvat dalam respirasi anaerob

  

b) Asam piruvat dalam respirasi aerob
    Pembongkaran sempurna terjadi pada oksidasi asam piruvat dalam respirasu aerob. Dari proses ini dihasilkan CO₂ dan H₂O serta energy yang lebih banyak , yaitu 38 ATP.

Respirasi Selular

• Respirasi seluler adalah jalur metabolimse yang memanen atau menghasilkan energi.
• Istilah respirasi sama dengan bernafas yaitu pertukaran oksigen (O₂) dan karbondioksida (CO₂) antara organisme dan lingkungannya.

• Respirasi selular yaitu pemanenan atas proses menghasilkan energi secara aerobik (perlu O₂) dari molekul makanan oleh sel.
• Oleh karena itu pernafasan dan respirasi selular sangat berhubungan.

Rumus umum untuk respirasi selular adalah: C₆H₁₂O₆ + 6O₂  6 CO₂ + 6H₂O + ATP Ada tiga tipe jalur metabolisme yang menghasilkan energi.

• Tipe yang paling umum terjadi dalam sel yaiut respirasi aerobik dan yang merupakan jalur utama penghasil energi yang menghasilkan ATP (pembentukan ATP), molekul energi bioogi.
• Istilah aerobik menunjukkan makna bahwa jalur aerobik tidak dapat berlangsung tanpa tersedianya oksigen yang cukup. Setiap pernafasan yang kau ambil, kau memasukkan oksigen untuk menyediakan sel-sel dapat melangsungkan jalur aerobik ini.

• Dua jalur lain adalah jalur anaerobik, yaitu jalur yang dapat ditempuh tanpa ketersediaan oksigen.
• Jalur anaerobik yang paling umum adalah jalur fermentasi dan transport elektron anaerob.
• Kebanyakan bakteri dan protista lain sangat mengandalkan jalur anaerob untuk membuat atau mengahasilkan ATP yang diperlukannya.

• Ketiga tipe jalur metabolisme penghaisl energi tersebut memulai prosesnya dengan reaksi yang sama yang disebut reaksi glikolisis.
• Reaksi glikolisis memecah glukosa menjadi dua molekul asam piruvat.
• Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel tanpa peranan oksigen.

• Setelah reaksi glikolisis jalur berikutnya bisa berbeda, bisa aerobik, bisa anaerob, tergantung kebutuhan sel dan atau ketersediaan oksigen dalam sel.

• Apabila jalur melalui aerob yang ditempuh
• maka proses akan dilangsungkan dalam organel mitrokondria. Dalam mitokondria oksigen adalah penerima elektron terakhir yang dilepaskan selama proses reaksi.

• Apabila jalur anaerob yang dipilih maka proses metabolisme berlangsung tetap paa sitoplasma sel dan substansi selain oksigen dalam sitoplasma adalah penerima elektron terakhir.
• Dalam ketiga jalur tersebut, reaksi tidak dapat mereka langsungkan sendiri, tetapi harus dibantu enzim.

.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.crayonpedia.org/mw/Respirasi_Sel_12.1

http://biodas.wordpress com/rancangan-pembelajara/bahan-ajar/enzim/

http://grandmall10.wordpress.com/2010/03/10/respirasi-sel/ oleh delta force

Campbell, Neil A.2002.Biologi.Erlangga : Jakarta