Tahapan Dan Denah Siklus Reaksi Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Daur Asam Sitrat (Siklus Krebs) Serta Transfer Elektron Pada Proses Respirasi Aerob

Berikut ini akan dijabarkan wacana katabolisme, proses katabolisme, respirasi aerob, respirasi, proses respirasi, tahapan respirasi aerob, siklus krebs, glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, tahapan glikolisis, reaksi glikolisis, daur asam sitrat, daur krebs, proses siklus krebs, skema siklus krebs, transfer elektron.

Respirasi Aerob

Respirasi bertujuan menghasilkan energi dari sumber nutrisi yang dimiliki. Semua makhluk hidup melaksanakan respirasi dan tidak spesialuntuk berupa pengambilan udara secara langsung. 

Respirasi dalam kaitannya dengan pembentukan energi dilakukan di dalam sel. Oleh lantaran itu, prosesnya dinamakan respirasi sel. Orggual sel yang berfungsi dalam menjalankan kiprah pembentukan energi ini yaitu mitokondria.

Respirasi termasuk ke dalam kelompok katabolisme lantaran di dalamnya terjadi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana, diikuti dengan pelepasan energi. 

Energi yang kita gunakan sanggup berasal dari hasil metabolisme tumbuhan. Oleh lantaran itu, tumbuhan ialah organisme autotrof, yang berarti sanggup memproduksi makanan sendiri. 

Adapun konsumen, menyerupai binatang dan manusia, yang tidak sanggup menyediakan makanan sendiri disebut organisme heterotrof. 

Proses respirasi dekat kaitannya dengan pembakaran materi bakar berupa makanan menjadi energi. Kondisi optimal akan tercapai dalam kondisi aerob (ada oksigen). Secara singkat, proses yang terjadi sebagai diberikut.

Pembentukan energi siap pakai akan melalui beberapa tahap reaksi dalam sistem respirasi sel pada mitokondria. Menurut Campbell, et al, (2006: 93) reaksi-reaksi tersebut, yaitu:

1. glikolisis, yakni proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat;
2. dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, yakni perombakan asam piruvat menjadi asetil Co-A;
3. daur asam sitrat, yakni siklus perombakan asetil Ko-A menjadi penerima elektron dan terjadi pelepasan sumber energi;
4. transfer elektron, yakni prosedur pembentukan energi terbesar dalam proses respirasi sel yang menghasilkan produk sampingan berupa air.

Energi yang dihasilkan dari respirasi sel yaitu ATP

1) Glikolisis

Tahap ini ialah awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar sanggup bereaksi, glukosa didiberi energi aktivasi berupa satu ATP. 

Hal ini menimbulkan glukosa dalam keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dimenolong oleh enzim heksokinase. 

Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah menjadi 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan menolongan satu ATP dan enzim fosfoheksokinase. 

Proses selanjutnya ialah proses eksergonik. Hasilnya yaitu 4 molekul ATP dan hasil final berupa 2 molekul asam piruvat (C3). Secara lengkap, proses glikolisis yang terjadi sebagai diberikut.

Proses glikolisis berlangsung dalam sembilan tahap

Walaupun empat molekul ATP dibuat pada tahap glikolisis, namun hasil reaksi keseluruhan yaitu dua molekul ATP. 

Ada dua molekul ATP yang harus didiberikan pada fase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen.

2) Dekarboksilasi Oksidatif

Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi keluar sel. 

Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh penerima elektron NAD+. Perhatikan Gambar. 

Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat menghasilkan CO2,
2 asetil- KoA, dan 2 molekul NADH

Gugus yang terbentuk, kemudian dimenambahkan koenzim-A sehingga menjadi asetil-KoA. Hasil final dari proses dekarboksilasi oksidatif ini akan menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2 molekul NADH. 

Pembentukan asetil-KoA memerlukan kehadiran vitamin B1. Berdasarkan hal tersebut, sanggup diketahui betapa pentingnya vitamin B dalam badan binatang maupun tumbuhan.

3) Daur Asam Sitrat

Proses selanjutnya yaitu daur asetil-KoA menjadi beberapa bentuk sehingga dihasilkan banyak penerima elektron. 

Selain disebut sebagai daur asam sitrat, proses ini disebut juga daur Krebs. Hans A. Krebs yaitu orang yang pertama kali mengamati dan membuktikan fenomena ini pada tahun 1930.

Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat menghasilkan CO2,
2 asetil- KoA, dan 2 molekul NADH

Setiap tahapan dalam daur asam sitrat dikatalis oleh enzim yang khusus. Berikut yaitu beberapa tahapan yang terjadi dalam daur asam sitrat.

1. Asetil-KoA akan menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat sehingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A akan dikeluarkan dan digantikan dengan penambahan molekul air.
2. Perubahan deretan asam sitrat menjadi asam isositrat akan disertai pelepasan air.
3. Asam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan menolongan enzim asam isositrat dehidrogenase, membentuk asam 􀁂-ketoglutarat. NAD+ akan mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk NADH. Asam 􀁂-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.
4. Asam suksinat tiokinase memmenolong pelepasan gugus KoA dan ADP mendapatkan donor fosfat menjadi ATP. Akhirnya, suksinil-KoA bermetamorfosis asam suksinat.
5. Asam suksinat dengan menolongan suksinat dehidrogenase akan bermetamorfosis asam fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Pada tahap ini, elektron akan ditangkap oleh penerima FAD menjadi FADH2.
6. Asam Fumarat akan diubah menjadi asam malat dengan menolongan enzim fumarase.
7. Asam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan menolongan enzim asam malat dehidrogenase. NAD+ akan mendapatkan derma elektron dari tahap ini dan membentuk NADH.
8. melaluiataubersamaini terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan sanggup dimulai lagi dengan derma dua gugus karbon dari asetil KoA.

4) Transfer Elektron

Selama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektron yang bermuatan akhir penambahan ion hidrogen. Reseptor-reseptor ini kemudian akan masuk ke transfer elektron untuk membentuk suatu molekul berenergi tinggi, yakni ATP.

Reaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. Reaksi ini berfungsi membentuk energi selama oksidasi yang dimenolong oleh enzim pereduksi. 

Transfer elektron ialah proses kompleks yang melibatkan NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), dan molekul-molekul lainnya. 

Dalam pembentukan ATP ini, ada penerima elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya.

1. Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang akan diubah oleh enzim (substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai diberikut.
   
   Proton hidrogen mereduksi koenzim NAD melalui reaksi NAD + H+􀁬 NADH + H+. NADH dari matriks mitokondria masuk ke ruang intermembran melewati membran dalam, kemudian memasuki sistem rantai pernapasan.
2. NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen kepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD, setiap proton atau hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk membentuk molekul H2O.
3. Elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung besi dan welirang (FeSa dan FeSb)􀁬 sitokrom b 􀁬 koenzim quinon 􀁬 sitokrom b2 sitokrom o 􀁬 sitokrom c 􀁬 sitokrom a 􀁬 sitokrom a3, dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O perhatikan Gambar.

   

   Sistem transfer elektron membentuk energi selama
   oksidasi yang dimenolong oleh enzim pereduksi

Di dalam rantai pernapasan, 3 molekul air (H2O) dihasilkan melalui NADH dan 1 molekul H2O dihasilkan melalui FAD. Satu mol H2O yang melalui NADH setara dengan 3 ATP dan 1 molekul air yang melalui FAD setara dengan 2 ATP.

Tahap Reaksi pada Respirasi

Walaupun ATP total yang tertera pada Tabel diatas yaitu 38 ATP, jumlah total yang dihasilkan pada proses respirasi yaitu 36 ATP. Hal tersebut disebabkan 2 ATP dipakai oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.

Sumber http://www.kuttabku.com

Share :