Fungsi Mitokondria: Struktur dan gangguan

Mitokondria adalah struktur dalam sel yang mengubah energi dari makanan menjadi bentuk yang dapat digunakan sel. Setiap sel berisi ratusan hingga ribuan mitokondria, yang terletak di dalam cairan yang mengelilingi nukleus (sitoplasma). Meskipun sebagian besar DNA dikemas dalam kromosom di dalam nukleus, mitokondria juga memiliki sejumlah kecil DNA mereka sendiri. Materi genetik ini dikenal sebagai DNA mitokondria atau mtDNA. Pada manusia, DNA mitokondria membentang sekitar 16.500 blok pembangun DNA (pasangan basa), mewakili sebagian kecil dari total DNA dalam sel.

DNA mitokondria mengandung 37 gen, yang semuanya penting untuk fungsi mitokondria normal. Tiga belas dari gen ini memberikan instruksi untuk membuat enzim terlibat dalam fosforilasi oksidatif. Fosforilasi oksidatif adalah proses yang menggunakan oksigen dan gula sederhana untuk membuat adenosin trifosfat (ATP), sumber energi utama sel. Gen yang tersisa memberikan instruksi untuk membuat molekul yang disebut transfer RNA (tRNA) dan RNA ribosom (rRNA), yang merupakan sepupu kimia dari DNA. Jenis RNA ini membantu merakit blok pembangun protein (asam amino) menjadi protein yang berfungsi.

Pengertian Mitokondria

Mitokondria sering disebut sebagai pembangkit tenaga sel. Mereka membantu mengubah energi yang kita ambil dari makanan menjadi energi yang dapat digunakan sel. Tapi, ada lebih banyak mitokondria daripada produksi energi.

Hadir di hampir semua jenis sel manusia, mitokondria sangat penting untuk kelangsungan hidup kita. Mitokondria menghasilkan sebagian besar adenosin trifosfat (ATP) kami, mata uang energi sel.

Mitokondria juga terlibat dalam tugas-tugas lain, seperti pensinyalan antara sel dan kematian sel, atau dikenal sebagai apoptosis.

Pada artikel ini, kita akan melihat bagaimana mitokondria bekerja, seperti apa bentuknya, dan menjelaskan apa yang terjadi ketika mereka berhenti melakukan pekerjaan mereka dengan benar.

Struktur mitokondria

Gambar struktur mitokondria
Gambar struktur mitokondria

Mitokondria berukuran kecil, seringkali antara 0,75 dan 3 mikrometer dan tidak terlihat di bawah mikroskop kecuali jika ternoda.

Tidak seperti organel lain (organ mini di dalam sel), mitokondria memiliki dua membran, yang luar dan yang dalam. Setiap membran memiliki fungsi yang berbeda.

Mitokondria dibagi menjadi kompartemen atau wilayah yang berbeda, yang masing-masing menjalankan peran yang berbeda.

Beberapa wilayah utama Mitokondria termasuk:

  • Membran luar: Molekul kecil dapat dengan bebas melewati membran luar. Bagian luar ini termasuk protein yang disebut porin, yang membentuk saluran yang memungkinkan protein untuk melintas. Membran luar juga menampung sejumlah enzim dengan berbagai fungsi.
  • Ruang intermembran: Ini adalah area antara membran dalam dan luar.
  • Membran bagian dalam: Membran ini mengandung protein yang memiliki beberapa peran. Karena tidak ada porin di membran bagian dalam, itu tidak dapat ditembus oleh sebagian besar molekul. Molekul hanya dapat melintasi membran dalam pada transporter membran khusus. Membran bagian dalam adalah tempat sebagian besar ATP dibuat.
  • Cristae: Ini adalah lipatan membran bagian dalam. Mereka meningkatkan luas permukaan membran, sehingga meningkatkan ruang yang tersedia untuk reaksi kimia.
  • Matriks: Ini adalah ruang di dalam membran bagian dalam. Mengandung ratusan enzim, penting dalam produksi ATP. DNA mitokondria ditempatkan di sini (lihat di bawah).

Jenis sel yang berbeda memiliki jumlah mitokondria yang berbeda pula. Misalnya, sel darah merah dewasa tidak memiliki sama sekali, sedangkan sel hati dapat memiliki lebih dari 2.000. Sel dengan permintaan energi yang tinggi cenderung memiliki jumlah mitokondria yang lebih besar. Sekitar 40 persen sitoplasma dalam sel otot jantung diambil oleh mitokondria.

Meskipun mitokondria sering digambarkan sebagai organel berbentuk oval, mereka terus membelah (fisi) dan mengikat bersama (fusi). Jadi, pada kenyataannya, organel-organel ini terhubung bersama dalam jaringan yang terus berubah.

Juga, dalam sel sperma, mitokondria berputar di bagian tengah dan memberikan energi untuk gerakan ekor.

DNA mitokondria

Meskipun sebagian besar DNA kita disimpan dalam nukleus setiap sel, mitokondria memiliki set DNA mereka sendiri. Menariknya, DNA mitokondria (mtDNA) lebih mirip dengan DNA bakteri.

MtDNA memegang instruksi untuk sejumlah protein dan peralatan pendukung seluler lainnya di 37 gen.

Genom manusia yang disimpan dalam inti sel kita mengandung sekitar 3,3 miliar pasangan basa, sedangkan mtDNA terdiri dari kurang dari 17.000.

Selama reproduksi, setengah dari DNA anak-anak berasal dari ayah mereka dan setengah dari ibu mereka. Namun, anak selalu menerima mtDNA dari ibu mereka. Karena itu, mtDNA telah terbukti sangat berguna untuk melacak garis genetik.

Sebagai contoh, analisis mtDNA telah menyimpulkan bahwa manusia mungkin berasal di Afrika relatif baru-baru ini, sekitar 200.000 tahun yang lalu, diturunkan dari nenek moyang yang sama, yang dikenal sebagai mitokondria Hawa.

Fungsi mitokondria

fungsi mitokondriaMitokondria penting dalam sejumlah proses.

Meskipun peran mitokondria yang paling terkenal adalah produksi energi, mereka melakukan tugas-tugas penting lainnya juga.

Faktanya, hanya sekitar 3 persen dari gen yang diperlukan untuk membuat mitokondria masuk ke peralatan produksi energinya. Sebagian besar terlibat dalam pekerjaan lain yang khusus untuk jenis sel tempat mereka ditemukan.

Di bawah ini, kami membahas beberapa fungsi mitokondria yang penting:

Memproduksi energi

ATP, bahan kimia organik kompleks yang ditemukan dalam semua bentuk kehidupan, sering disebut sebagai unit molekul mata uang karena ini memperkuat proses metabolisme. Kebanyakan ATP diproduksi di mitokondria melalui serangkaian reaksi, yang dikenal sebagai siklus asam sitrat atau siklus Krebs.

Produksi energi sebagian besar terjadi pada lipatan atau krista membran bagian dalam mitokondria.

Mitokondria mengubah energi kimia dari makanan yang kita makan menjadi bentuk energi yang dapat digunakan sel. Proses ini disebut fosforilasi oksidatif.

Siklus Krebs menghasilkan bahan kimia yang disebut NADH. NADH digunakan oleh enzim yang tertanam dalam krista untuk menghasilkan ATP. Dalam molekul ATP, energi disimpan dalam bentuk ikatan kimia. Ketika ikatan kimia ini terputus, energi dapat digunakan.

Kematian sel

Kematian sel, juga disebut apoptosis, adalah bagian penting dari kehidupan. Ketika sel-sel menjadi tua atau rusak, mereka dibersihkan dan dihancurkan. Mitokondria membantu memutuskan sel mana yang dihancurkan.

Mitokondria melepaskan sitokrom C, yang mengaktifkan caspase, salah satu enzim utama yang terlibat dalam menghancurkan sel selama apoptosis.

Karena penyakit tertentu, seperti kanker, melibatkan kerusakan pada apoptosis normal, mitokondria dianggap berperan dalam penyakit tersebut.

Menyimpan kalsium

Peran penting Mitokondria lainnya adalah terlibat dalam penyimpanan kalsium. Kalsium sangat penting untuk sejumlah proses seluler. Sebagai contoh, melepaskan kalsium kembali ke dalam sel dapat memulai pelepasan neurotransmitter dari sel saraf atau hormon dari sel endokrin. Kalsium juga diperlukan untuk fungsi otot, pembuahan, dan pembekuan darah, antara lain.

Karena kalsium sangat penting, sel mengaturnya dengan ketat. Mitokondria berperan dalam hal ini dengan cepat menyerap ion kalsium dan menahannya sampai dibutuhkan.

Peran lain mitokondria untuk kalsium dalam sel termasuk mengatur metabolisme seluler, sintesis steroid, dan pensinyalan hormon.

Produksi panas

Ketika kita kedinginan, kita menggigil agar tetap hangat. Tetapi tubuh juga dapat menghasilkan panas dengan cara lain, salah satunya adalah dengan menggunakan jaringan yang disebut lemak coklat yang dipenuhi mitokondria untuk menghasilkan panas.

Selama proses yang disebut proton leak, mitokondria dapat menghasilkan panas. Ini dikenal sebagai termogenesis yang tidak menggigil. Lemak coklat ditemukan pada tingkat tertinggi pada bayi, ketika kita lebih rentan terhadap flu, dan tingkat perlahan-lahan berkurang seiring bertambahnya usia.

Penyakit mitokondria

gangguan mitokondriaJika mitokondria tidak berfungsi dengan benar, ia dapat menyebabkan berbagai masalah medis.

DNA dalam mitokondria lebih rentan terhadap kerusakan daripada genom lainnya. Ini karena radikal bebas, yang dapat menyebabkan kerusakan DNA, diproduksi selama sintesis ATP.

Juga, mitokondria tidak memiliki mekanisme perlindungan yang sama dengan yang ditemukan di inti sel.

Namun, sebagian besar penyakit mitokondria disebabkan oleh mutasi pada DNA inti yang memengaruhi produk yang berakhir di mitokondria. Mutasi ini dapat diwariskan atau spontan.

Ketika mitokondria berhenti berfungsi, sel yang berada di dalamnya kekurangan energi. Jadi, tergantung pada jenis sel, gejalanya dapat sangat bervariasi. Sebagai aturan umum, sel-sel yang membutuhkan jumlah energi terbesar, seperti sel-sel otot jantung dan saraf, paling terpengaruh oleh mitokondria yang salah.

Bagian berikut ini berasal dari United Mitochondrial Disease Foundation:

“Karena mitokondria melakukan begitu banyak fungsi berbeda di jaringan yang berbeda, ada ratusan penyakit mitokondria yang berbeda. […] Karena interaksi yang rumit antara ratusan gen dan sel yang harus bekerja sama untuk menjaga mesin metabolisme kita berjalan dengan lancar, itu adalah ciri khas penyakit mitokondria sehingga mutasi mtDNA yang identik mungkin tidak menghasilkan penyakit yang identik. ”

Penyakit yang menghasilkan gejala berbeda tetapi disebabkan oleh mutasi yang sama disebut sebagai genokopi.

Sebaliknya, penyakit yang memiliki gejala yang sama tetapi disebabkan oleh mutasi pada gen yang berbeda disebut fenokopi. Contoh dari fenokopi adalah Leigh syndrome, yang dapat disebabkan oleh beberapa mutasi berbeda.

Meskipun gejala penyakit mitokondria sangat bervariasi, mereka mungkin termasuk:

  • kehilangan koordinasi dan kelemahan otot
  • masalah dengan penglihatan atau pendengaran
  • mempelajari ketidakmampuan
  • penyakit jantung, hati, atau ginjal
  • masalah pencernaan
  • masalah neurologis, termasuk demensia

Kondisi lain yang diduga melibatkan beberapa tingkat disfungsi mitokondria, termasuk:

  • Penyakit Parkinson
  • Penyakit Alzheimer
  • gangguan bipolar
  • skizofrenia
  • sindrom kelelahan kronis
  • Penyakit Huntington
  • diabetes
  • autisme

Mitokondria dan penuaan

Selama beberapa tahun terakhir, para peneliti telah menyelidiki hubungan antara disfungsi mitokondria dan penuaan. Ada sejumlah teori seputar penuaan, dan teori radikal bebas penuaan mitokondria telah menjadi populer selama dekade terakhir.

Teorinya adalah bahwa spesies oksigen reaktif (ROS) diproduksi di mitokondria, sebagai produk sampingan dari produksi energi. Partikel-partikel bermuatan tinggi ini merusak DNA, lemak, dan protein.

Karena kerusakan yang disebabkan oleh ROS, bagian-bagian fungsional mitokondria rusak. Ketika mitokondria tidak dapat berfungsi dengan baik, lebih banyak ROS diproduksi, memperburuk kerusakan lebih lanjut.

Meskipun korelasi antara aktivitas mitokondria dan penuaan telah ditemukan, tidak semua ilmuwan telah mencapai kesimpulan yang sama. Peran pasti mereka dalam proses penuaan masih belum diketahui.

Ringkasan

Mitokondria, sangat mungkin, adalah organel yang paling terkenal. Dan, meskipun mereka secara populer disebut sebagai pembangkit tenaga sel, mereka melakukan berbagai tindakan yang kurang diketahui. Dari penyimpanan kalsium hingga pembentukan panas, mitokondria sangat penting untuk fungsi sehari-hari sel kita.



Peran oksigen pada respirasi sel

Artikel ini berfokus pada oksigen dalam respirasi sel. Dalam tulisan ini, kita akan mendefinisikan respirasi sel dan membahas mengapa ini penting bagi tubuh kita. Kami juga akan melihat peran penting oksigen dalam proses respirasi sel.

Definisi Respirasi Sel

Ambil napas dalam-dalam dan buang napas dengan lembut. Setiap hari, sepanjang hari dan sepanjang malam, paru-paru kita menghirup dan menghembuskan udara. Meski menenangkan, tujuan dari proses ini adalah untuk membawa oksigen ke dalam tubuh.

Tapi, mengapa kita benar-benar membutuhkan oksigen? Sebagian besar siswa mengatakan untuk bernapas, tetapi ini tidak cukup akurat. Kita bernafas untuk mendapatkan oksigen, bukan sebaliknya. Ternyata, oksigen adalah bahan penting untuk membuat energi dalam proses yang disebut respirasi sel.

Respirasi sel adalah proses yang digunakan sel untuk menghasilkan energi. Sel-sel tubuh kita membutuhkan oksigen untuk melakukan proses ini, walaupun organisme lain, seperti ragi atau bakteri, tidak selalu membutuhkannya.

Mereka memiliki cara lain untuk menghasilkan energi. Tetapi karena fokus artikel ini khusus pada peran oksigen, kita akan tetap dengan sel-sel hewan, seperti yang ada di tubuh kita.

Semua sel tubuh terlibat dalam respirasi sel. Mereka menggunakan oksigen dan glukosa, gula yang ditemukan dalam makanan yang kita makan dan mengubahnya menjadi ATP (adenosin trifosfat), atau energi seluler, dan karbon dioksida.

Meskipun proses ini dapat direpresentasikan dengan persamaan tunggal, sebenarnya ada banyak langkah kecil yang terjadi sebelum kita benar-benar menggunakan oksigen untuk mendapatkan ATP. Mari kita periksa masing-masing dari tiga langkah utama secara terperinci selanjutnya.

Tahapan Respirasi Sel

Respirasi sel memiliki tiga langkah utama: glikolisis, siklus asam sitrat, dan fosforilasi oksidatif, tempat oksigen digunakan.

Langkah 1: Glikolisis

Glikolisis adalah langkah pertama dalam respirasi seluler, dan terjadi di kompartemen utama sel: sitoplasma. Sel membiarkan glukosa masuk dari darah – glukosa berasal dari makanan yang kita makan.

Selanjutnya, sel mengubah glukosa melalui beberapa senyawa berbeda untuk membuat dua molekul ATP dan molekul yang disebut piruvat. Senyawa yang disebut NADH (nicotinamide adenine dinucleotide + hidrogen) juga dibuat. Molekul ini menyimpan elektron yang dipanen dari glukosa, yang nantinya akan digunakan untuk membuat ATP dalam jumlah yang lebih besar.

Langkah 2: Siklus Asam Sitrat

Selanjutnya, sel mengambil piruvat yang dibuat dalam glikolisis dan mengubahnya menjadi molekul yang disebut asetil Ko-A. Ini terjadi di pembangkit tenaga sel, mitokondria. Asetil Ko-A juga dikonversi menjadi beberapa senyawa yang berbeda tetapi, pada akhirnya, asetil Ko-A diregenerasi, karenanya merupakan ‘siklus’ dari siklus asam sitrat. Siklus asam sitrat juga menciptakan molekul ATP lain, NADH tambahan, dan molekul FADH (flavin adenin dinukleotida + hidrogen), yang juga mengangkut elektron.

Langkah 3: Fosforilasi Oksidatif

Seluruh titik respirasi sel sampai sekarang adalah untuk mendapatkan beberapa ATP, tetapi sekarang ia berfokus pada elektron yang bertempat di NADH. NADH dibawa ke membran mitokondria, atau penghalang mitokondria.

Sebenarnya ada dua membran – membran dalam dan luar – dan ruang kecil di antaranya disebut ruang intermembran. Di sini, elektron ditransfer antara protein dalam membran dalam rantai transpor elektron. Protein bertindak seperti pekerja pabrik, mewariskan elektron dalam sebuah rantai. Ketika elektron melewati, empat protein menggunakan energi yang tersimpan dalam elektron untuk memindahkan ion hidrogen ke ruang antarmembran.

Pada akhir rantai adalah akseptor elektron utama: oksigen. Oksigen lebih menyukai elektron daripada protein lain dalam rantai, sehingga protein terus melewatinya sehingga oksigen dapat memiliki semuanya.

Ketika oksigen akhirnya mendapatkan elektron, ia juga mengambil dua ion hidrogen. Ketika elektron, ion hidrogen, dan oksigen bergabung, mereka menghasilkan air! Setelah oksigen habis, elektron tidak memiliki tempat untuk pergi pada protein terakhir, dan rantai berhenti. Akibatnya, langkah-langkah lain juga berhenti. Sel tidak lagi mampu menghasilkan energi dan mati.

Secara sederhana peran oksigen adalah sebagai akseptor elektron yang diperlukan untuk “pembakaran” (oksidasi) hidrogen yang diatur dengan baik untuk terus bekerja, dan sangat penting rantai trasnpor elektron. Ia menerima elektron terakhir selama RTE. Proses ini membantu sintesis ATP.

Produksi ATP

Anda mungkin masih bertanya-tanya di mana semua ATP dibuat. Sejauh ini, kami hanya membuat pasangan dalam glikolisis dan siklus asam sitrat, tetapi hari pembayaran sebenarnya belum datang. Mari kita lihat bagaimana ini terjadi.

Di ruang intermembran, ion hidrogen terbentuk seperti air di belakang bendungan. Ketika kita memiliki air di belakang bendungan, air dapat mengalir melalui ruang yang ditentukan, dan kita memanen energi yang dilepaskan ketika air bergerak untuk menghasilkan listrik.

Sel memiliki metode serupa di tempat untuk ion hidrogen. Protein penting yang disebut ATP synthase bertindak seperti bendungan. Ini memiliki ruang untuk ion hidrogen mengalir ke mitokondria. Saat ion hidrogen mengalir, ATP sintase memanen energi yang disimpan dan menggunakannya untuk membuat ATP. Kemudian, energi itu dapat digunakan untuk semua proses dalam sel. Semua yang kita lakukan membutuhkan energi, yang pada akhirnya dibuat menggunakan oksigen dan glukosa.

Ringkasan

Respirasi sel adalah proses yang digunakan sel untuk menghasilkan energi. Sel-sel dalam tubuh kita menggabungkan glukosa dan oksigen untuk membuat ATP dan karbon dioksida. Respirasi sel dimulai dengan glikolisis, di mana glukosa memasuki sel, dikonversi menjadi piruvat, dan menghasilkan beberapa ATP dan NADH.

Selanjutnya, piruvat bergerak ke dalam siklus asam sitrat, sebagai asetil Co-A dan menciptakan lebih banyak ATP dan NADH. Akhirnya, selama langkah ketiga, fosforilasi oksidatif, NADH bergerak ke membran mitokondria bagian dalam untuk mentransfer elektron ke protein dalam rantai transpor elektron.

Ketika elektron ditransfer antara protein, protein memompa ion hidrogen ke ruang antarmembran. Setelah masing-masing dari empat protein, elektron berakhir dengan oksigen. Oksigen bergabung dengan elektron dan dua ion hidrogen untuk menghasilkan air. Terakhir, ion hidrogen mengalir melalui ATP synthase untuk membuat ATP.



Apa pengertian fosfat?

Dalam kimia, fosfat adalah ion poliatomik atau radikal yang terdiri dari satu atom fosfor dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, ia memiliki muatan formal -3, dilambangkan sebagai PO43-.

Dalam bidang biokimia, ion fosfat bebas dalam larutan disebut fosfat anorganik untuk membedakannya dari fosfat dalam molekul adenosin trifosfat (ATP), DNA atau bahkan RNA.

Fosfat anorganik biasanya dilambangkan sebagai Pi. Fosfat anorganik dapat dibentuk oleh reaksi ATP atau adenosin difosfat (ADP), dengan pembentukan ADP atau AMP yang sesuai dan pelepasan ion fosfat. Reaksi serupa terjadi untuk nukleosida difosfat dan trifosfat lainnya.

Dalam sistem kehidupan, ion fosfat dapat dibuat dengan hidrolisis ion yang lebih besar yang disebut pirofosfat, yang memiliki struktur P2O74 -, yang menunjukkan PPi.

P2O74 – + H2O → 2HPO42-

Energi disimpan oleh ikatan fosfat dalam bentuk ADP atau ATP, atau nukleosida difosfat atau trifosfat lain dalam jaringan otot. Fosfat ini disebut sebagai fosfat berenergi tinggi.

Dalam mineralogi dan geologi, fosfat mengacu pada batu yang mengandung ion fosfat.

Dalam pertanian, fosfat mengacu pada salah satu dari tiga nutrisi utama pada tumbuhan, dan merupakan komponen pupuk. Fosfat diekstraksi dari endapan batuan sedimen dan diolah secara kimia untuk meningkatkan konsentrasinya dan membuatnya lebih mudah larut, yang memudahkan penyerapannya oleh tanaman. Fosfat yang tidak diobati, hanya disemprotkan, biasanya digunakan dalam budidaya organik.

Deposit fosfat terbesar di Amerika Utara adalah di North Carolina dan Florida. Deposit terbesar di dunia adalah di Nauru, yang dulunya memiliki kualitas fosfat terbaik.

Fosfat juga dapat digunakan sebagai agen pengerasan air dalam deterjen. Penggunaan ini dibatasi karena kemungkinan pencemaran sungai dan mata air.

Secara ekologis, fosfat sering merupakan reagen pembatas di banyak lingkungan: ketersediaan fosfat mengatur laju pertumbuhan banyak organisme. Pengenalan fosfat secara buatan ke dalam lingkungan ini dapat menyebabkan ketidakseimbangan ekologis, yang mengakibatkan kelebihan populasi beberapa organisme, yang juga mengonsumsi unsur hara dan unsur penting lainnya.

Jadi organisme yang tidak secara langsung disukai oleh ketersediaan fosfat yang lebih tinggi akan mengalami pengurangan drastis dalam populasi mereka, karena kurangnya nutrisi dan unsur-unsur penting.

Sebagai contoh, kita dapat menyebutkan bahwa fosfat yang digunakan dalam tumbuhan yang dibuahi dan produk deterjen dapat menyebabkan polusi sungai dan mata air, yang mengakibatkan kelebihan populasi alga permukaan, yang mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air. Tanpa oksigen, fauna air menderita akibat langsung dan bahkan dapat mengakibatkan kematian ikan massal.



Apa yang dimaksud Glikogenolisis? Proses, hormon dan pentingnya

Glikogenolisis, proses biokimiawi dimana glikogen di pecah yang menghasilkan glukosa: itu terjadi di hati dan otot. Glikogenolisis adalah konversi glikogen menjadi glukosa, yang terjadi di hati dan distimulasi oleh glukagon di pankreas dan adrenalin di medula adrenal. Hormon-hormon ini mengaktifkan enzim yang memfosforilasi molekul glukosa rantai glikogen untuk membentuk glukosa 1-fosfat, yang kemudian diubah menjadi asam piruvat dan digunakan dalam produksi ATP, selama glikolisis, dalam siklus Krebs. Namun, piruvat juga dapat diubah, di hati, menjadi glukosa; dan dalam glikogen otot merupakan sumber glukosa darah tidak langsung. Bandingkan dengan glikogenesis.

Glikogenolisis adalah prosedur di mana glikogen memecah dalam tubuh, untuk menghasilkan glukosa dengan cepat.

Glikogen ditandai dengan menjadi elemen yang terletak di sitosol, yang merupakan cairan yang merupakan bagian dari sel. Melalui glikogen, tubuh mampu menyimpan energi dari glukosa.

Glikogen terletak di hampir semua sel hewan, dan di dalam tubuh terletak di hati dan otot rangka (yang melekat pada kerangka). Glikogen yang terletak di otot lebih banyak daripada yang ada di hati.

Ketika ada banyak konsumsi glukosa, itu menumpuk di dalam tubuh di bawah angka glikogen.

Dengan cara ini, cadangan energi dihasilkan yang dapat dimobilisasi sesuai dengan kebutuhan organisme.

Kemudian, ketika tubuh melakukan aktivitas yang menuntut fisik, seperti latihan rutin yang intens, proses glikogenolisis terjadi, untuk mengangkut glukosa ke otot secepat mungkin.

Proses glikogenolisis juga diaktifkan ketika tubuh mengalami puasa, karena itu juga akan membutuhkan energi yang dikirim dengan cepat dan langsung ke otot dan aliran darah, melalui fungsi hati.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, glikogen hadir di hampir seluruh dunia hewan. Namun, proses pelepasan energi juga dihasilkan di dunia tumbuhan.

Proses tumbuhan ini tidak dihasilkan melalui glikogen, tetapi melalui pati, yang bertanggung jawab untuk menyimpan energi dan melepaskannya, jika perlu, dalam bentuk glukosa.

Bagaimana glikogenolisis dihasilkan?

Tiga enzim berpartisipasi dalam proses glikogenolisis (protein yang diproduksi oleh sel-sel yang fungsinya berkaitan dengan pengaturan reaksi kimia dalam tubuh).

Prosedur glikogenolisis dimulai dengan glikogen, suatu unsur yang merupakan bentuk paling penting dari penyimpanan karbohidrat dalam organisme hewan.

Enzim pertama yang terlibat disebut glikogen fosforilase, yang menghasilkan glukosa-1-fosfat melalui glikogen.

Melalui aksi fosforilasi, yaitu, pengenalan gugus fosfat ke dalam molekul, enzim glikogen fosforilase bertanggung jawab untuk memisahkan glukosa dari struktur linier, hingga mencapai titik di mana ia mencapai empat residu dari glukosa

Pada saat ini dalam proses enzim kedua, yang merupakan enzim pemotong cabang, berpartisipasi. Enzim ini memutus ikatan lain yang merupakan bagian dari glikogen dan menghasilkan molekul glukosa gratis.

Kemudian, sebagai konsekuensi dari proses glikogenolisis, dua molekul dihasilkan: satu glukosa-1-fosfat dan satu lagi glukosa bebas.

Glukosa-1-fosfat bermutasi menjadi glukosa-6-fosfat, oleh aksi enzim yang disebut phosphoglucomutase.

Bergantung pada kebutuhan tubuh, glukosa-6-fosfat dapat diubah menjadi dua molekul adenosin trifosfat (ATP) melalui glikolisis.

Ini juga dapat dikonversi menjadi glukosa, melalui aksi enzim glukosa-6-fosfatase yang dapat ditemukan di hati; Setelah diubah menjadi glukosa, dapat digunakan dalam proses sel lain.

Molekul glukosa-6-fosfat yang ditemukan dalam hati dapat melakukan proses konversi menjadi glukosa melalui glukosa-6-fosfatase.

Namun, jika molekul-molekul ini ditemukan di otot, tidak mungkin untuk melakukan konversi seperti itu, karena enzim glukosa-6-fosfatase hanya ditemukan di hati, bukan di otot.

Hormon pengatur glikogenolisis

Ketika ada kadar glukosa yang rendah dalam darah, ada dua hormon yang bertindak dalam tubuh merangsang munculnya enzim glikogen fosforilase, yang merupakan yang pertama yang bekerja pada glikogen.

Kedua hormon ini disebut glukagon dan adrenalin. Hormon glukagon bekerja pada hati, dan adrenalin melakukannya pada otot rangka.

Keduanya melakukan reaksi berbeda yang pada akhirnya merangsang degradasi glikogen melalui generasi enzim glikogen fosforilase.

Pentingnya glikogenolisis

Melalui proses glikogenolisis, tubuh dapat memperoleh glukosa yang menargetkan hati dan otot.

Di hati

Ketika glikogenolisis diproduksi di hati, glukosa dilepaskan ke dalam darah, suatu proses yang terkait dengan mempertahankan nilai glikemia yang diterima (kadar gula darah).

Proses ini juga sangat penting dalam transfer glukosa ke otak, karena glukosa hanya bisa sampai di sana melalui aliran darah. Sumber energi otak adalah glukosa yang diterimanya dari darah.

Pemberian energi ke otak dalam bentuk glukosa akan meningkatkan kemampuan berkonsentrasi dan membuatnya bekerja lebih efisien, akan ada lebih sedikit keletihan dan lebih fokus pada aktivitas yang dilakukan.

Di otot

Dalam kasus glikogenolisis yang dihasilkan di bidang otot, ini sangat penting karena memungkinkan otot untuk menerima energi ketika tubuh melakukan aktivitas yang intens, misalnya, rutinitas latihan fisik yang sangat menuntut.

Kemudian, glikogenolisis adalah proses di mana dimungkinkan untuk melepaskan energi dengan cepat ketika otot membutuhkannya. Ini adalah cara untuk menggunakan energi yang disimpan dalam tubuh dalam bentuk glikogen.

Kemungkinan memiliki cadangan energi sangat penting bagi tubuh, dan hanya dapat dicapai melalui glikogen, yang menyimpan glukosa dalam sel dan membuatnya dapat diakses pada saat tubuh menuntutnya.

Reservoir energi rendah diterjemahkan langsung menjadi kinerja rendah dari fungsi organisme.

Jika otot tidak menerima energi yang cukup selama latihan intensif, itu bisa menjadi lelah dan cedera serius.

Untuk alasan ini, atlet dianjurkan untuk makan makanan yang kaya karbohidrat, sehingga simpanan glukosa, di bawah angka glikogen, berlimpah dan dapat memenuhi tuntutan latihan intensitas tinggi dan konstan.



Apa Perbedaan ADP dan ATP

ATP dan ADP adalah molekul energi yang ditemukan di semua organisme hidup, termasuk yang paling sederhana ke bentuk tertinggi. Mereka secara konstan didaur ulang dalam sel untuk menyimpan dan melepaskan energi.

ATP dan ADP terdiri dari tiga komponen yang dikenal sebagai basa adenin, gula ribosa dan gugus fosfat. ATP adalah molekul berenergi tinggi yang memiliki tiga gugus fosfat yang melekat pada gula ribosa. ADP adalah molekul yang agak mirip yang terdiri dari gula adenin dan ribosa yang sama dengan hanya dua molekul fosfat. Perbedaan utama antara ATP dan ADP adalah jumlah kelompok fosfat yang dikandungnya.

Apa itu ATP?

Adenosin trifosfat (ATP) adalah nukleotida penting yang ditemukan dalam sel. Ia dikenal sebagai mata uang energi kehidupan (dalam semua organisme, termasuk bakteri dan manusia) dan nilainya hanya dilampaui oleh DNA sel.

ATP adalah molekul energi tinggi yang memiliki rumus kimia C10H16N5O13P3. ATP terutama terdiri dari ADP dan gugus fosfat. Ada tiga komponen utama yang ditemukan dalam molekul ATP, yaitu gula ribosa, basa adenin, dan gugus trifosfat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 01. Tiga gugus fosfat dikenal sebagai alfa (α), beta (β) fosfat. dan gamma (γ).

Aktivitas ATP terutama tergantung pada kelompok trifosfat, karena energi ATP berasal dari dua ikatan fosfat berenergi tinggi (ikatan fosfanhidrida) yang terbentuk antara kelompok fosfat. Gugus fosfat terhidrolisis pertama dengan kebutuhan energi adalah gugus gamma fosfat yang memiliki ikatan energi tinggi dan umumnya lebih jauh dari gula ribosa.

Molekul ATP memberikan energi untuk semua reaksi biokimia dalam tubuh untuk ATP Hidrolisis (Konversi ke ADP). Hidrolisis ATP adalah reaksi dimana energi kimia yang telah disimpan dalam ikatan fosfohidrida energi tinggi dalam ATP dilepaskan untuk kebutuhan seluler. Ini adalah reaksi eksergonik. Konversi ini melepaskan 30,6 kj / mol energi yang dibutuhkan untuk berbagai proses vital dalam sel. Kelompok terminal fosfat ATP menghilangkan dan menghasilkan ADP. ADP segera menjadi ATP di mitokondria. Produksi ATP dari ADP atau AMP dikendalikan oleh enzim yang disebut ATP synthase yang terletak di membran mitokondria bagian dalam. Produksi ATP terjadi dalam proses seperti fosforilasi tingkat-substrat, fosforilasi oksidatif, dan fotofosforilasi.

ATP + H2O → ADP + Pi + 30,6 kj / mol

ATP memiliki banyak kegunaan lain. Bertindak sebagai koenzim dalam glikolisis. ATP juga ditemukan dalam asam nukleat selama proses replikasi dan transkripsi DNA. ATP memiliki kemampuan untuk mengkelat logam. ATP juga berguna dalam banyak proses seluler seperti fotosintesis, respirasi anaerob dan transportasi aktif melalui membran sel, dll.

Apa itu ADP?

Adenosin difosfat (ADP) adalah nukleotida yang ditemukan dalam sel hidup dan terlibat dalam transfer energi selama katabolisme glukosa melalui respirasi dan fotosintesis. Rumus kimia ADP adalah C10H15N5O10P2.

ADP terdiri dari tiga komponen yang mirip dengan ATP: basa adenin, gula ribosa dan dua gugus fosfat. Molekul ADP, yang berikatan dengan gugus fosfat lain, membentuk ATP, yang merupakan molekul berenergi tinggi yang paling umum ditemukan dalam sel. ADP kurang menonjol daripada ATP karena terus-menerus didaur ulang menjadi ATP di mitokondria.

ADP sangat penting dalam fotosintesis dan glikolisis. Ini adalah produk akhir ketika ATP kehilangan salah satu kelompok fosfatnya. ADP juga penting selama aktivasi trombosit.

Perbedaan

ATP adalah nukleotida yang mengandung energi tinggi dalam dua fosfohidrida yang dikenal sebagai mata uang energi kehidupan. ADP adalah nukleotida yang berpartisipasi dalam transfer energi dalam sel.

Ini memediasi aliran energi di dalam sel ..

Komposisi
ATP memiliki tiga komponen: molekul adenin, molekul gula ribosa dan tiga gugus fosfat. ADP memiliki tiga komponen: basa adenin, molekul gula ribosa dan dua gugus fosfat.
Rumus  kimia
C10H16N5O13P3 C10H15N5O10P2
Konversi
ATP adalah molekul yang tidak stabil karena mengandung energi tinggi.

Itu menjadi ADP oleh reaksi eksogen ..

ADP adalah molekul yang relatif stabil.

Itu dikonversi ke ATP oleh reaksi endogen.

 

Ringkasan

ATP adalah salah satu senyawa utama yang digunakan organisme untuk menyimpan dan melepaskan energi. Itu dianggap sebagai mata uang energi kehidupan. ADP adalah senyawa organik yang memediasi aliran energi dalam sel. Kedua molekul ini hampir mirip. Keduanya terdiri dari basis adenin, gula ribosa dan gugus fosfat. ATP memiliki tiga gugus fosfat sementara ADP hanya memiliki dua kelompok fosfat.