Berbagi Ilmu pengetahuan: METABOLISME: Katabolisme

KATABOLISME

Proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Proses ini menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh makhluk hidup, sehingga disebut reaksi eksergonik. Contoh proses katabolisme pada makhluk hidup adalah respirasi sel.

Respirasi sel merupakan salah satu bentuk proses katabolisme yang menguraikan senyawa organic kompleks menjadi senyawa-senyawa sederhana. Proses respirasi sel berlangsung di dalam mitokondria.

Berdasarkan kebutuhan oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua macam yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.

· Respirasi Aerob

Respirasi aerob merupakan respirasi yang memerlukan O2 dari udara. Persamaan reaksi pada proses respirasi aerob sebagai berikut.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6CO₂ + 6H₂O + ATP

Proses respirasi aerob mengubah energy kimia yang terkandung dalam sari makanan (glukosa) menjadi energy kimia dalam bentuk ATP. Berdasarkan jalur reaksinya, respirasi aerob dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

· Respirasi Aerob Melalui Jalur Siklus Krebs

Respirasi aerob melalui jalur siklus Krebs memiliki empat tahap, yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transpor elektron.

· Glikolisis

Glikolisis merupakan prses pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP. Glikolisis terjadi di sitosol. Dalam glikolisis, satu molekul glukosa akan dihasilan 2 asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP. Secara singkat, persamaan reaksinya sebagai berikut.

Glukosa + 2ADP + 2P + 2NAD 2 Asam Piruvat + 2 ATP + 2NADH

Asam piruvat selanjutnya memasuki tahap dekarboksilasi oksidatif di dalam mitokondria. Perhatikan skema glikolisis!

· Dekarboksilasi Oksidatif atau Pembentukan Co-A

Pada tahap ini, asam piruvat diubah menjadi asetil Co-A dengan menghasilkan NADH dan melepaskan CO_2.Pada organisme eukariotik, dekarboksilasi oksidatif berlangsung dalam matrriks mitokondria. Pada organisme prokariotik, tahap tersebut berlangsung dalam sitosol (cairan sitoplasma sel).

Reaksi dekarboksilasi oksidatif sebagai berikut.

· Siklus Krebs

Siklus Krebs berfungsi menghasilkan energi dan berbagai senyawa antara yang akan digunakan untuk sintesis senyawa lain. Tahap ini berlangsung di dalam matriks mitikondria. Dari 2 asetil Co-A yang masuk siklus Krebs akan menghasilkan 4 CO₂, 2 ATP, 6 NADH, dan 2 FADH₂.

· Sistem Transpor Elektron

Setiap transpor elektron berfungsi mengoksidasi NADH dan FADH₂ dari tahap sebelumnya. Tahap ini berlangsung di membran dalam mitokondria. Elektron dan hidrogen dari senyawa yang bergabung dalam NADH dan FADH₂ dialirkan melalui senyawa penerima elektron seperti NAD, FAD, koenzimQ, dan sitokrom. Oksigen berfungsi sebagai penerima elektron terakhir pada proses tersebut. Selanjutnya, oksigen bergabung dengan H⁺ membentuk H₂O. Setiap perpindahan elektron yang terjadi, energiyang terlepas digunakan untuk membentuk ATP.

Pembentukan ATP dalam sistem transpor elektron terjadi melalui reaksi fosfolisasi oksidatif. Oksidasi 1 NADH menghasilkan 3 ATP, oksidasi 1 FADH menghasilkan 2 ATP.

Ada perbedaan antara jumlah ATP yang dihasilkan organisme eukariotik dan prokariotik. Pada organisme eukariotik, oksidasi NADH dan FADH₂ terjadi dalam membran mitokondria. Namun. NADH hasil glikolisis dibentuk dalam sitosol. Akibatnya, NADH tersebut harus dimasukan ke mitokondria. Pemindahan 2 NADH hasil glikolisis tersebut memerlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 36.

Organisme prokaritoik tidak memiliki mitokondria sehingga tidak terjadi pengurangan ATP untuk pemindahan NADH ke dalam mitokondria. Jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 38.

· Respirasi Aerob Melalui Jalur Pentosa

Jalur pentosa fostat mengubah salah satu cara untk mendapatkan energi dari oksidasi gula menjadi karbon dioksida dan air. Pada jalur pentosa fosfat dihasilokan CO₂ dan 2 NADPH₂. Selanjutnya, NADPH₂ dioksidasi dalam sistem transpor elektron. Pada jalur tersebut senyawa antara yang terbentuk berupa gula.

Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak memerlukan oksigen. Respirasi anaerob disebut juga respirasi intramolekul. Reaksi-reaksi yang terjadi dalam repirasi anaerob sama seperti pada respirasi aerob. Namun, dalam respirasi anaerob eran oksigen digantikan oleh zat lain, misalnya NO₃ dan SO₄. Energi yang dihasilkan dalam respirasi anaerob jauh lebih sedikit daripada respirasi aerob. Respirasi anaerob hanya bisa dilakukan oleh mikroorganisme tertentu, misalnya bakteri. Respirasi anaerob merupakan reaksi fermentasi.

Fermentasi adalah proses penguraian karbohidrat menjadi senyawa lain tanpa bantuan oksigen. Fermentasi terdiri atas dua tahap, yaitu glikolisis dan pembentukan NAD+. Pada proses ini asam piruvat hasil glikolisis tidak diubah menjadi asetil Co-A, tetapi direduksi menjadi senyawa-senyawa lain dengan bantuan NADH.

Perbedaan antara fermentasi dengan respirasi aerob terletak pada organ yang berperan. Fermentasi tiak melibatkan mitokondria, sedangkan respirasi aerob melibatkan mitokondria. Satu molekul glukosa yang difermentasi menghasilkan 2 ATP. Fermentasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu fermentasi asam laktat dan alkohol.

· Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat menggunakan bahan baku berupa asam piruvat dari hasil glikolisis menghasilkan asam laktat dan ATP. Proses ini terjadi pada sel-sel otot. Timbunan asam laktat yang berlebihan dapat mengakibatkan otot terasa lelah dan nyeri.

Persamaan reaksi dari fermentasi asam laktat sebagai berikut.

· Fermentasi Alkohol

Fermentasi alkohol menggunakan bahan baku berupa asam piruvat dai hasil glikolisis menghasilkan etanol, CO2 dan ATP. Fermentasi alkohol disebut juga peragian alkohol atau alkoholisasi. Fermentasi ini terjadi pada khamir atau yeast ( Saccharomyces sp.).

Persamaan reaksi dari fermentasi alkohol sebagai berikut.

Kamis, 11 Januari 2018

METABOLISME: Katabolisme

Tidak ada komentar:

Posting Komentar