Proses Tahapan Respirasi Sel Aerobik

Semua organisme terdiri dari sel-sel kecil yang melaksanakan berbagai fungsi. Energi yang dibutuhkan untuk memproses fungsi tersebut. Energi ini disediakan oleh sel, dan diproduksi ketika sel-sel memecah komposisi kimia dari molekul makanan dan mengubahnya menjadi energi, yaitu mengubah glukosa menjadi energi. Hal ini dimungkinkan dengan proses yang disebut respirasi seluler, yang berlangsung di mitokondria (sebagai power house) dari sel. Selama proses ini, sel-sel memecah molekul glukosa dan melepaskan energi. Energi inilah yang dilepaskan dari glukosa digunakan untuk memproduksi ATP. Oleh karena itu, respirasi selular adalah proses dimana energi dari glukosa ditransfer ke ATP. Ini adalah bagian dari metabolisme dan semua organisme melalui respirasi selular.

Respirasi Seluler Aerobik

Respirasi Seluler Aerobik

Respirasi selular terdiri dari dua jenis – respirasi anaerob dan respirasi aerobik. Di sini, kita akan membahas respirasi aerobik. Respirasi selular sangat penting bagi kelangsungan hidup semua organisme, ketika energi dari makanan (glukosa) tidak dapat digunakan oleh sel sampai diubah menjadi ATP. Oleh karena itu, sebuah siklus berkesinambungan yang terjadi di semua organisme. Respirasi aerobik memainkan peran penting dalam produksi ATP, di mana glukosa dan oksigen merupakan unsur yang penting. Proses ini berlangsung hanya jika oksigen tersedia. Lihatlah rumus kimia yang diberikan di sini.

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O  + Energi (ATP)

Dengan kata sederhana – Glukosa + Oksigen = Karbon Dioksida + Air + Energi (ATP)

Tiga Tahapan Respirasi Aerobik

Respirasi aerobik terjadi dalam tiga fase – Glikolisis, Siklus Krebs, dan Fosforilasi oksidatif (juga disebut rantai transpor elektron). Hasil akhir dari tahap ini adalah ATP.

ATP adalah singkatan untuk Adenosin-5′-trifosfat, terdiri dari: kelompok 3 fosfat, gula 5 karbon (juga disebut ribose), dan Adenin. Ini adalah nukleotida multifungsi atau senyawa kimia yang melepaskan energi untuk membantu melakukan fungsi penting dalam sel.

Glikolisis

Proses Glikolisis (glyco berarti ‘gula’ dan lisis berarti ‘memecahkan’ atau ‘untuk membagi’) berlangsung di sitosol atau sitoplasma sel. Proses ini dapat berlangsung tanpa oksigen. Tujuan dalam proses ini adalah untuk memecah glukosa dan bentuk ATP, NADH dan pyruvates (pyruvates atau asam piruvat adalah produk akhir dari glikolisis, yang dapat dikonversi ke biomolekul yang berbeda). Glikolisis menggunakan 2 molekul ATP sebagai energi untuk mendorong seluruh proses ini.

Pada tahap ini, glukosa teroksidasi sebagian. 1 molekul glukosa (C6H12O6) dipecah menjadi dua molekul 3 karbon gula. 2 NAD ditambahkan ke molekul-molekul gula karbon. Bersamaan dengan itu, gugus fosfat juga ditambahkan ke masing-masing 3 molekul karbon.


Dengan demikian proses glikolisis menghasilkan energi – 2 ATP (bersih) molekul, 2 NADH (nicotinamide adenine dinucleotide), dan 2 pyruvates. Setiap molekul NADH membawa 2 elektron energi. Sel-sel kemudian menggunakan elektron ini. Tujuan utama dari NADH elektron untuk mengangkut elektron ke rantai perpindahan elektron, untuk lebih banyak energi untuk dipanen dari mereka.

Oleh karena itu, pada akhir glikolisis, kita memiliki: Glukosa —- 2 pyruvates + 2 ATP (bersih) + 2 NADH

Siklus Krebs

Ini adalah tahap selanjutnya dari respirasi selular aerobik. Proses ini berlangsung dalam mitokondria sel. Dengan keuntungan bersih dari 2 ATP hanya pada tahap sebelumnya, yaitu ‘glikolisis’, ada kebutuhan untuk memanen lebih banyak energi. Oleh karena itu, tujuan utama dari tahap ini adalah dengan menggunakan pyruvates untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Dalam tahap ini bahwa oksigen memainkan peran penting. Proses pertama bertujuan untuk mengkonversi piruvat dalam bentuk kimia yang akan membantu memasuki tahap berikutnya.

Piruvat memasuki mitokondria, dalam tahap ini juga kehilangan sebuah atom karbon, yang dirilis sebagai karbon dioksida.

NAD direduksi menjadi NADH, setelah kehilangan sebuah atom karbon.

Sekarang sebuah enzim yang disebut CoA, (enzim yang terlibat dalam metabolisme gula karbon), bergabung dengan 2 molekul karbon yang tersisa di piruvat.

Setelah fusi ini, molekul yang disebut asetil-CoA (juga dikenal sebagai bentuk aktif asam asetat) dibentuk.

Sekarang molekul ini memasuki siklus asam sitrat. 2 atom karbon dalam asetil-KoA bergabung dengan 4 atom karbon lebih banyak, yang sudah ada dalam siklus ini. Jadi, kita memiliki total 6 atom karbon, 2 dari asetil-CoA dan 4 yang sudah ada. Ini 6 atom membentuk asam sitrat.


2 NAD (yang dihasilkan dari pemecahan glukosa dalam glikolisis), lebih lanjut bisa dikurangi dan berbentuk 2 NADH. Di sini, kita kehilangan 2 atom karbon lebih (dari 6 di asam sitrat), yang juga dirilis sebagai karbon dioksida.

Sekarang proses yang disebut fosforilasi tingkat substrat terjadi. Fosforil (PO3) atau fosfat ditambahkan ke ADP. ADP mengkonversi ini (adenosin difosfat) menjadi ATP (adenosin trifosfat).

Di set berikutnya reaksi kimia, 4 atom karbon yang tersisa (dari 6 atom, 2 dirilis sebagai karbon dioksida) tersebut kembali-disintesis. Hal ini mengarah ke yang lain hadir dalam siklus NAD untuk membentuk NADH dan FAD, yang membentuk FADH2. Kita sekarang memiliki 1 ATP, NADH dan FADH2.

Setiap CA (siklus) penggunaan 1 piruvat dari 2 pyruvates terbentuk selama glikolisis. Jadi, ini berarti 2 siklus CA berlangsung untuk rincian 2 pyruvates.

Pada akhir siklus ini, kami memiliki total 4 ATP – 2 dari glikolisis dan 2 dari siklus asam sitrat atau siklus Krebs.

Rantai Transportasi Elektron

Ini adalah tahap akhir dari siklus aerobik pernapasan seluler. Selama glikolisis dan Siklus Krebs, seluruh energi tidak dilepaskan dari glukosa. Dalam tahap ini respirasi aerobik, energi yang tersisa dari glukosa dilepaskan oleh rantai transpor elektron. Elektron bertahap diangkut dalam jalur, yang disebut sebagai rantai transpor elektron.

Dari Siklus Krebs dan glikolisis, kita memiliki total 4 ATP, 2NADH dan 2FADH2. Dalam langkah ini, 2 NADH dan FADH2 2 bekerja dengan enzim, dan proses yang disebut oksidasi reduksi berlangsung. Di sini, NADH dan FADH2 (kita bisa menyebut mereka donor elektron, dalam tahap ini) memberikan kontribusi elektron kepada enzim (elektron akseptor) (sudah ada dalam membran sel) melalui gradien elektrokimia atau lintasan. Hal ini disebut sebagai sistem transpor elektron.


Setelah ini, NADH dan FADH2 kehilangan elektron dan direduksi menjadi NAD dan FAD. Kembali ini untuk memproses lagi Siklus Krebs atau siklus sitrat.

Elektron kehilangan sebagian energi mereka sebagai proton (ion hidrogen), yang dipompa dalam ruang antar membran mitokondria bagian luar. Ini gradien proton berputar yang dibentuk oleh pelepasan ion hidrogen dalam ruang antar membran. Ini adalah gradien hal ini proton yang menggerakkan sintesis ATP.

Bagaimana hal ini dilakukan? Nah, NADH dan FADH, keduanya kehilangan elektron, dalam mitokondria, sehingga menurunkan energi (H +) konsentrasi dalam mitokondria. Dalam kompartemen luar membran atau ruang antar membran, pembentukan konstan proton (ion hidrogen) berlangsung. Hal ini menciptakan konsentrasi tinggi H + (proton) dalam ruang antar membran.

Keadaan energi tinggi dan rendah dalam sel memiliki potensi yang sangat tinggi menghasilkan energi. Hal ini memungkinkan mereka untuk melakukan perjalanan dari gradien energi tinggi (membran luar) dengan gradien energi yang rendah yaitu mitokondria. Dalam proses ini, mereka melewati ATP sintase.

ATP synthase (juga disebut partikel F1) memanfaatkan energi potensial ini dari proton, dan proses yang disebut fosforilasi oksidatif terjadi. Ini membantu konversi ADP menjadi ATP, yang disebut kemiosmosis.

Oksigen memainkan peran utama dalam respirasi selular aerobik, karena merupakan akseptor elektron yang besar. Hal ini memainkan peran aktif dalam mencegah elektron dari membangun dalam sistem transpor elektron. Oksigen menarik elektron dari tahap terakhir dari sistem transpor elektron. Jadi, elektron bergabung dengan proton dan membentuk hidrogen. Hal ini semakin mengkombinasikan dengan oksigen yang menghasilkan air (H2O).


Setiap 2 elektron disumbangkan oleh NADH melewati F1 (ATP sintase) menciptakan 1 molekul ATP. Oleh karena itu, setiap NADH yang melewati 6 elektron dalam rantai transpor elektron, memberi kita 3 ATP.

Demikian pula, FADH2 menyumbangkan 4 elektron dalam rantai transpor elektron. Ini karena, FADH2 memasuki sistem transpor elektron lambat atau setelah NADH menyumbangkan elektron. Sehingga menghasilkan energi yang lebih sedikit. Dari 4 elektron yang menyumbangkan, 2 ATP diproduksi.

Jumlah maksimum ATP dihasilkan oleh rantai transpor elektron melalui kemiosmosis (yaitu proses dengan ATP sintase). Hal ini memberikan sel total 32 – 34 ATP.

Satu hal yang perlu disebutkan di sini adalah, ketika glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel, Siklus Krebs dan transpor elektron terjadi di dalam mitokondria sel. Juga, oksigen merupakan komponen yang paling penting dari respirasi selular aerobik. Tanpa oksigen, elektron akan tetap stagnan dalam rantai transpor elektron, menempatkan produksi ATP di berhenti. Akhirnya, sel akan mati, dan organisme juga! Oleh karena itu, respirasi aerobik adalah proses penting untuk fungsi sel, dan kehidupan organisme.

Facebook Twitter

Artikel terkait Proses Tahapan Respirasi Sel Aerobik

Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>