Makalah Respirasi Sel Aerob

MAKALAH BIOKIMIA

“Respirasi Sel Aerob”

Disusun Oleh :

Adi Nugroho (P2.31.39.014.001)

Dita Qonitah (P2.31.39.014.029)

Ervina Evi Susanti (P2.31.39.014.033)

Herlinda Yunita (P2.31.39.014.043)

Salmi Khotami (P2.31.39.014.088)

LOKAL 2A

Semester 3

Dosen : Khairun Nida S.Si, M.Biomed,Apt

POLTEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN JAKARTA II

JURUSAN FARMASI

2015/2016

KATA PENGANTAR

Segala puji   syukur  bagi Allah  SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya,sehingga   makalah ini dapat  selesai  kami ditulis  berdasarkan dengan hasil diskusi yang  telah dilakukan  meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna.

Dalam  Mata Kuliah Biokim banyak terdapat materi-materi  yang  membahas tentang unit Metabolisme Sel,di antaranya golongan Katabolisme yaitu “RESPIRASI SEL AEROB” yaitu respirasi yang membutuhkan udara terutama oksigen.. Dalam  makalah ini membahas tentang beberapa proses ataupun tahapan dalam respirasi aerob dan sampai ahirnya menghasilkan energy berupa ATP dan NADH.

Semoga dengan adanya  makalah ini dapat membantu kita memahami dan mempelajari tentang “RESPIRASI AEROB”  lebih mudah dan terperinci. Serta kita mendapatkan pemahaman yang mendalam yang  jelas .

Jakarta 8 November 2015

DAFTAR ISI

Kata pengantar………………………………………………………………………………………2

Daftar Isi……………………………………………………………………………………..…………...3

BABI 

Pendahuluan ……………………………………………………………..............……………....….….4

a.  Latarbelakang ……………………………………………………………………….……………….4

b. Rumusan  masalah ………………………………………………………………………...…………5

BABII

 Pembahasan ……………………………………………………………………………..................6

a.Pengertian Bioenergetika…………………………………………………………………..……….6

b.Pengertian pernafasan, respirasi sel dan respirasi aerob…………………………………………..10

c.Proses respirasi sel aerob…………………………………………………………………….…..12

d. Faktor- faktor  yang mempengaruhi proses respirasi dalam

penelitian…………………………………………………………………………….…….……...23

e.Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob………………………………………………………...24

BABIII 

Penutup …………………………………………………………………………...……………..25

a.    Kesimpulan …………………………………………………………………………….…….…..25

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………………………...................26

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latarbelekang

Pengertian Metabolisme :

Metabolisme merupakan totalitas proses kimia di dalam tubuh. Metabolisme meliputi segala aktivitas hidup yang bertujuan agar sel tersebut mampu untuk tetap bertahan hidup, tumbuh, dan melakukan reproduksi. Semua sel penyusun tubuh makhluk hidup memerlukan energi agar proses kehidupan dapat berlangsung. Sel-sel menyimpan energi kimia dalam bentuk makanan kemudian mengubahnya dalam bentuk energi lain pada proses metabolisme.

Fungsi Metabolisme

1. memperoleh energi kimia dari degradasi sari makanan

2. mengubah molekul nutrien menjadi molekul-molekul kecil

3. menggabungkan molekul kecil tersebut menjadi makromolekul protein, asam nukleat, lipida, polisakarida dll.

4. membentuk dan mendegradasi biomolekul yang diperlukan dalam fungsi khusus.

Metabolisme dibedakan atas anabolisme dan katabolisme

 Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul besar dari molekul-molekul kecil. Misalnya pembentukan senyawa-senyawa seperti pati, selulosa, lemak, protein dan asam nukleat. Pada peristiwa anabolisme memerlukan masukan energi.

Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul besar menjadi molekul-molekul kecil, dan prosesnya melepaskan energi. Contoh : respirasi, yaitu proses oksidasi gula menjadi H2O dan CO2

Pengertian Katabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana. Dalam proses katabolisme, terjadi pelepasan energi sebagai hasil pemecahan senyawa-senyawa organik kompleks tersebut. Adapun anabolisme adalah proses pembentukan atau penyusunan senyawa organik sederhana menjadi senyawa kompleks. Kebalikan dari katabolisme, proses anabolisme ini memerlukan energi. Kali ini akan dibahas mengenai proses katabolisme.

B.     Rumusan masalah

1.      Apa Pengertian Bioenergetika?

2.      Apa pengertian Respirasi Sel dan Respirasi aerob ?

3.      Jelaskan tahapan proses respirasi sel aerob?

4.      faktor- factor apa yang mempengaruhi proses respirasi dalam sebuah penelitian?

5.      Apa perbedaan respirasi aerob dan anaerob?

BAB II

Pembahasan

1.      Pengertian Bioenergetika

Bioenergetika atau termodinamika biokimia adalah ilmu pengetahuan mengenai perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia. Reaksi ini diikuti oleh pelepasan energi selama sistem reksi bergerak dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yanng lebih rendah. Sebagian besar energi dilepaskan dalam bentuk panas. Pada sistem nonbiologik dapat menggunakan energi panas untuk melangsungkan kerjanya dan dapat diubah menjadi energi mekanik atau energi listrik. Sedangkan pada sistem biologik bersifat isotermik dan menggunakan energi kimia untuk memberikan tenaga bagi proses kehidupan.

   Energi Bebas dan Kesetimbangan

Energi bebas adalah jumlah maksimum energi yang dibebaskan pada suatu proses yang terjadi pada suhu tetap dan tekanan bebas. Energi bebas dilambangkan dengan ∆G. Sedangkan, kesetimbangan adalah dua reaksi yang terjadi pada kecepatan yang sama dan tidak ada lagi perubahan konsentrasi.

Perubahan Energi Bebas ∆G menunjukkan energi maksimum yang tersedia untuk melakukan kerja. Dalam hal ini, berguna bila sistem berubah dari suatu keadaan menjadi suatu keadaan lain. Selama proses berlangsung, kemampuan kerja yang diukur dengan ∆G ini makin berkurang, lama kelamaan menjadi nol (∆G=0), yaitu pada kondisi kesetimbangan. Pada kondisi kesetimbangan ini tidak bisa melakukan kerja.

 

1.      ∆G^o < 0, reaksi berlangsung spontan dan berlanjut pada keadaan setimbang.

2.      ∆G^o = 0, reaksi pada kesetimbangan dinamik.

3.      ∆G^o > 0, reaksi spontan berlangsung pada arah yang berlawanan.

 

Reaksi Eksergonik dan Reaksi Endergonik

Reaksi yang dapat berlangsung selalu menghasilkan energi bebas dan dinamakan reaksi eksergonik. Reaksi yang memerlukan energi bebas adalah reaksi endergonik, reaksi seperti ini tidak dapat berdiri sendiri. Reaksi-reaksi biologik biasanya merupakan gabungan reaksi eksergonik yang menghasilkan banyak energi bebas dengan reaksi endergonik yang memerlukan energi bebas. Tidak seluruh energi bebas reaksi eksergonik digunakan oleh reaksi endergonik, sebagian akan dilepaskan agar reaksi total masih bersifat eksergonik sehingga dapat tetap berlangsung.

a.       Eksergonik (menghasilkan energi)

·         Oksidasi bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein)

·         Fotosisntesis

·         Peragian

b.      Endergonik (membutuhkan energi)

·         Gerakan-gerakan mekanik

·         Sintesis bahan sel

·         Pembentukan gradien konsentrasi

·         Penyimpanan bahan bakar

 

 

 

 

D.    Kaidah Termodinamika Biologi

1.      Kaidah pertama termodinamika

Kaidah pertama ini merupakan hukum penyimpanan energi, yang berbunyi: energi total sebuah sistem, termasuk energi sekitarnya adalah konstan. Ini berarti bahwa saat terjadi perubahan di dalam sistem tidak ada energi yang hilang atau diperoleh. Namun energi dapat dialihkan antar bagian sistem atau dapat diubah menjadi energi bentuk lain. Contohnya energi kimia dapat diubah menjadi energi listrik, panas, mekanik dan sebagainya.

2.      Kaidah kedua termodinamika

Kaidah kedua berbunyi: entropi total sebuah sistem harus meningkat bila proses ingin berlangsung spontan. Entropi adalah derajat ketidakteraturan atau keteracakan sistem. Entropi akan mencapai taraf maksimal di dalam sistem seiring sistem mendekati keadaan seimbang yang sejati. Dalam kondisi suhu dan tekanan konstan, hubungan antara perubahan energi bebas (ΔG) pada sebuah sistem yang bereaksi, dengan perubahan entropi  (ΔS), diungkapkan dalam persamaan:

ΔG = ΔH – TΔS

Keterangan: ΔH adalah perubahan entalpi (panas) dan T adalah suhu absolut.

 

 

 

 

 

 

Tabel 3.1 Energi bebas baku hasil hidrolisis beberapa senyawa

organofosfat yang memiliki peran penting dalam biokimia

Senyawa	ΔG0
	kJ/mol	kkal/mol
Fosfoenolpiruvat Karbamoil fosfat 1,3-bifosfogliserat (sampai 3-fosfogliserat) Kreatin fosfat ATP à ADP + Pi ADP à AMP + Pi Pirofosfat Glukosa 1-fosfat Fruktosa 6-fosfat AMP Glukosa 6-fosfat Gliserol 3-fosfat	-61,9 -51,4 -49,3 -43,1 -30,5 -27,6 -27,6 -20,9 -15,9 -14,2 -13,8 -9,2	-14,8 -12,3 -11,8 -10,3 -7,3 -6,6 -6,6 -5,0 -3,8 -3,4 -3,3 -2,2

Gugus fosfat berenergi tinggi oleh Lipmann dilambangkan dengan ~ ℗ Simbol ini menunjukkan bahwa gugus yang melekat pada ikatan, pada saat peralihan pada suatu akseptor yang tepat, akan mengakibatkan pemindahan kuantitas energi bebas yang lebih besar. Oleh karena itulah sebagian ahli biokimia lebih menyukai istilah potensial pemindahan gugus daripada ikatan berenergi tinggi.

Berdasarkan posisi ATP pada Tabel 3.1, maka ATP merupakan donor fosfat berenergi tinggi (donor energi bebas) bagi senyawa-senyawa di bawahnya. Di sisi lain, ADP dapat menerima fosfat berenergi tinggi untuk membentuk ATP dari senyawa yang berada di atas ATP dalam tabel. Akibatnya siklus ATP/ADP menghubungkan proses-proses yang menghasilkan ~ ℗ dan proses-proses yang menggunakan ~ ℗. Dengan demikian ATP terus dikonsumsi dan terus diproduksi. Proses terjadi dengan kecepatan sangat tinggi, karena depot ATP/ADP sangat kecil dan hanya cukup untuk mempertahankan jaringan aktif dalam beberapa detik saja.

Ada 3 sumber utama yang berperan dalam konservasi atau penangkapan energi.

1. Fosforilasi oksidatif

Fosforilasi oksidatif adalah sumber  terbesar dalam organisme aerobik. Energi bebas untuk menggerakkan proses ini berasal dari oksidasi rantai respirasi di dalam mitokondria dengan menggunakan oksigen.

2. Glikolisis

Dalam glikolisis terjadi pembentukan netto dua ~ ℗ yang terjadi akibat pembentukan laktat

3. Siklus asam sitrat

Dalam siklus asam sitrat satu ~℗ dihasilkan langsung pada tahap suksinil tiokinase.

2.      Pengertian “Sistem Pernapasan”

     Pengertian pernafasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Menusia dalam bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan.

            Sistem pernafasan pada dasarnya dibentuk oleh jalan atau saluran nafas dan paru- paru beserta pembungkusnya (pleura) dan rongga dada yang melindunginya. Di dalam rongga dada terdapat juga jantung di dalamnya. Rongga dada dipisahkan dengan rongga perut oleh diafragma.

            Di dalam tubuh manusia dan hewan, energi kimia dalam makanan dapat digunakan setelah dioksidasi di dalm tubuhnya. Proses menghasilkan energi melalui oksidasi bahan makanan di dalam sel-sel tubuh disebut respirasi sel. Respirasi sel terdiri atas respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob adalah proses pembakaran bahan makanan dengan membutuhkan oksigen (O2). Respirasi anaerob adalah suatu proses pembakaran bahan makanan dengan tidak membutuhkan oksigen (O2).

 Sistem Respirasi Manusia

            Pada saat bernapas, kita menghirup udara (inspirasi) dan menghembuskan udara (ekspirasi) Saat udara memasuki paru-paru, terjadi pertukaran gas O2 dan CO2 yang disebut respirasi eksternal. Darah yang mengandung banyak O2 akan menuju jaringan tubuh. Pertukatan gas yang terjadi antara darah dengan cairan jaringan disebut respirasi internal. Gas O2 yang sampai pada sel akan menggunakan untuk membuat energi (ATP) yang dinamakan respirasi sel.

Dalam pengertian kegiatan kehidupan sehari-hari, respirasi dapat disamakan dengan pernapasan.

            Tetapi istilah respirasi mencakup proses-proses yang juga tidak tercakup pada istilah pernapasan. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, yaitu sel.

Respirasi sel

Respirasi sel adalah peristiwa pembebasan energi melalui pembongkaran sumber energi secara kimia . Ada dua macam respirasi yaitu Respirasi Aerob dan Respirasi Anaerob. Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan oksigen sebagai penangkap elektron(aseptor)sedangkan respirasi anerob tidak membutuhkan oksigen bebas sebagai akseptor elektron .Respirasi sel meliputi proses enzimatis di dalam sel dimana molukel glukosa ,asam lemak dan asam amino diubah menjadi CO2 dan H2O dengan pengubahan energi dan zat makanan menjadi energi siap pakai yaitu ATP .

Respirasi selular diartikan sebagai reaksi oksidasi molekul berenergi tinggi untuk melepaskan energinya. Reaksi respirasi sebagian besar berlangsung dalam mitokondria.

3.      Proses Respirasi sel Aerob

Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerobik sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dll. Reaksi respirasi aerob secara sederhana adalah :

Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan udara terutama oksigen. Secara garis besar, proses tersebut dibagi dalam 4 tahap, sebagai berikut,

1. Glikolisis
2. Dekarboksilasi Oksidatif
3. Siklus Krebs
4. Rantai Transport Elektron 

1.      Glikolisis

Glikolisis merupakan proses pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat dengan menghasilkan ATP dan NADH. Glikolisis terjadi pada sel mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan melalui 10 tahap reaksi. Proses ini terjadi di sitoplasma dengan bantuan 10 jenis enzim yang berbeda.

Glukosa dalam sel dapat mengalami berbagai jalur metabolisme, baik disimpan, diubah menjadi energi, ataupun diubah menjadi molekul lain. Apabila terjadi kelebihan gula dalam darah, glukosa akan didimpan dalam otot atau hati dalam bentuk glikogen. Apabila sel-sel tubuh sedang aktif membelah, glukosa akan diubah menjadi gula pentosa yang penting dalam sintesis DNA dan RNA. Dan ketika tubuh membutuhkan energi, glukosa akan diproses untuk menghasilkan energi melalui tahapan glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transfer elektron. tahapan-tahapan tersebut dapat terjadi apabila terdapat oksigen dalam jaringan sehingga prosesnya disebut respirasi aerob (menghasilkan energi dengan adanya oksigen). Glikolisis merupakan tahapan pertama dari proses respirasi aerob untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

ATP yang dihasilkan dalam glikolisis akan digunakan untuk berbagai proses yang membutuhkan energi, karena ATP merupakan molekul penyimpan energi. Sedangkan NADH nantinya akan menjalani proses transfer elektron untuk menghasilkan ATP. Sebuah molekul NADH dalam transfer elektron akan menghasilkan tiga molekul ATP.

Dalam tahap awalnya, proses glikolisis membutuhkan dua ATP sebagai sumber energi. Namun dalam tahap selanjutnya, glikolisis akan menghasilkan ATP yang dapat digunakan untuk membayar hutang ATP yang telah digunakan tadi dan masih ada sisa ATP yang dapat digunakan untuk fungsi yang lain. Jadi dalam glikolisis, terjadi surplus ATP, lebih banyak ATP yang dihasilkan daripada yang digunakan dalam proses tersebut.

Alur langkah glikolisis adalah sebagai berikut.

1. Tahap pertama, glukosa akan diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim hexokinase. Tahap ini membutuhkan energi dari ATP (adenosin trifosfat). ATP yang telah melepaskan energi yang disimpannya akan berubah menjadi ADP.
2. Glukosa 6-fosfat akan diubah menjadi fruktosa 6-fosfat yang dikatalisis oleh enzim fosfohexosa isomerase.
3. Fruktosa 6-fosfat akan diubah menjadi fruktosa 1,6-bifosfat, reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfofruktokinase. Dalam reaksi ini dibutuhkan energi dari ATP.
4. Fruktosa 1,6-bifosfat (6 atom C) akan dipecah menjadi gliseraldehida 3-fosfat (3 atom C) dan dihidroksi aseton fosfat (3 atom C). Reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim aldolase.
5. Satu molekul dihidroksi aseton fosfat yang terbentuk akan diubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat oleh enzim triosa fosfat isomerase. Enzim tersebut bekerja bolak-balik, artinya dapat pula mengubah gliseraldehida 3-fosfat menjadi dihdroksi aseton fosfat.
6. Gliseraldehida 3-fosfat kemudian akan diubah menjadi 1,3-bifosfogliserat oleh enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase. Pada reaksi ini akan terbentuk NADH.
7. 1,3 bifosfogliserat akan diubah menjadi 3-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat kinase. Para reaaksi ini akan dilepaskan energi dalam bentuk ATP.
8. 3-fosfogliserat akan diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase.
9. 2-fosfogliserat akan diubah menjadi fosfoenol piruvat oleh enzim enolase.
10. Fosfoenolpiruvat akan diubah menjadi piruvat yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase. Dalam tahap ini juga dihasilkan energi dalam bentuk ATP.

Pada tahap glikolisis dihasilkan energi. dalam bentuk ATP sebanyak 4 ATP .Namun karena 2 ATP digunakan pada awal glikolisis maka hasil akhir energi yang didapat adalah 2ATP.

 Glikolisis yang terdiri atas sepuluh reaksi, dapat disimpulkan dalam dua tahap:

1. Reaksi penambahan gugus fosfat. Pada tahap ini digunakan duamolekul ATP.
2. Gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam piruvat. Selain itu, dihasilkan 4 molekul ATP dan 2 molekul NADH.

 

2. Dekarboksilasi Oksidasif

Sebelum masuk ke tahap selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membran mitokondria. Tahapannya sebagai berikut:

Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini (disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran mitokondria.
Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2 C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.

Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO2. Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A (suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut.
Selama reaksi transisi ini, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.

3.Siklus Kreb

Berlangsung dalam matriks mitokondria. Siklus Krebs yang dikenal dengan siklus asam sitran serta siklus asam trikarboksilat merupakan serangkaian reaksi enzimatis biokimia tubuh. Siklus Krebs adalah siklus yang memegang peranan penting dalam respirasi selular organisme aerob. Pada sel eukariotik, siklus Krens terletak di matriks mitokondria. Komponen yang berperan serta rangkaian reaksi ini ditemukan oleh Albert Szent-Györgyi and Hans Kreb. Jalur metabolisme ini meliputi serangkaian reaksi konversi biomolekul seperti karbohidrat, lemak serta protein menjadi energi siap pakai (ATP) serta H2O dan CO2  . Sebelum reaksi ini dimulai, terdapat dua reaksi yang mendahului yakni glikolisis dan oksidasi asam piruvat.

Tujuan Siklus Krebs

• Menjelaskan reaksi-reaksi metabolik akhir yang umum terdapat pada jalur biokimia utama katabolisme tenaga
• Menggambarkan bahwa CO2 tidak hanya merupakan hasil akhir metabolisme, namun dapat berperan sebagai zat antara, misalnya untuk proses lipogenesis.
• Mengenali peran sentral mitokondria pada katalisis dan pengendalian jalur-jalur metabolik tertentu, mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi.

Fungsi

• Menghasilkan sebagian besar CO₂
• Metabolisme lain yang menghasilkan CO₂ misalnya jalur pentosa phospat atau P3 (pentosa phospat pathway) atau kalau di harper heksosa monofosfat.
• Sumber enzym-enzym tereduksi yang mendorong RR ( Rantai Respirasi)
• Merupakan alat agar tenaga yang berlebihan dapat digunakan untuk sintesis lemak sebelum pembentukan TG untuk penimbunan lemak
• Menyediakan prekursor-prekursor penting untuk sub-sub unit yang diperlukan dalam sintesis berbagai molekul
• Menyediakan mekanisme pengendalian langsung atau tidak langsung untuk lain-lain sistem enzym

Tahapan siklus krebs

·         Siklus Krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6).

·         Sitrat diubah menjadi isositrat melalui pembuangan satu molekul air dan penambahan satu molekul air lagi

·         Kemudian isositrat dioksidasi,mereduksi NAD+ menjadi NADH ,senyawa yang dihasilkan kehilangan satu molekul CO2-

·         Satu lagi CO2  hilang,dan senyawa yang dihasilkanpun dioksidasi,mereduksi NAD+ menjadi NADH.Molekul yang tersisa kemudian melekat ke koenzimm A melalui ikatan yang tidak stabil

·         Dua hydrogen di transfer ke FADH membentuk FADH2 dan mengoksidasi suksinat

·         Penambahan satu molekul air menyusun ulang ikatan-ikatan dalam subsrat

·         Substrat dioksidasi mereduksi NAD+ menjadi NADH dan membentuk kembali oksaloasetat.

·         Dari seluruh rangkaian peristiwa siklus Krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

 

2.      Transport Eletron

Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob. Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a.

NADH dan FADH ini berintegrasi dengan O2 dan enzim sitokrom untuk menghasilkan Air dan ATP . Setelah terintegrasi dengan melepaskan ion H + maka NAD dan FAD kembali ketempat asalnya untuk mengikat ion H + lagi , 2 NAD kembali ke sitoplasma untuk menghanbil ion H + pada proses glikolisis,  2 NAD ke membran luar mitocondriia untuk mengikat ion H+ pada peristiwa DO dan 6 NAD dan 2 FAD ke matriks mitokondria untuk mengikat ion H+ lagi .

 

Kompleks transport elektron tersusun atas lima kompleks protein, yang masing-masing memiliki fungsi spesifik.
1.KompleksI
Kompleks I dinamakan NADH reduktase. Fungsi dari kompleks I adalah memecah NADH menjadi NAD+ dan H+. Pemecahan tersebut akan menyebabkan elektron dibebaskan dari NADH. Setiap elektron yang dibebaskan akan bergerak melintasi kompleks I, yang mengakibatkan ion H+ bergerak dari matriks menuju ruang intermembran. Elektron yang melintasi kompleks I selanjutnya akan ditangkap oleh ubiquinon da dibawa menuju kompleks III.
2. Kompleks II
Kompleks II dinamakan suksinat dehidrogenase. Fungsi dari kompleks II adalah membebaskan elektron yang ada pada FADH2, diikuti dengan reaksi perubahan suksinat menjadi fumarat. Elektron yang melintasi kompleks II tidak menyebabkan pergerakan ion hidrogen menuju ruang intermembran. Elektron juga akan ditangkap oleh ubiquinon, yang akan dibawa menuju kompleks III.
3. Kompleks III
Kompleks III dinamakan dengan sitokrom reduktase. Elektron dari ubiquinon akan dilalukan melalui kompleks ini. Pergerakan elektron melintasi kompleks ini menyebabkan ion hidrogen bergerak dari matriks menuju ruang intermembran. Elektron selanjutnya akan dibawa oleh sitokrom C menuju kompleks IV.
4. Kompleks IV
Pergerakan ion pada kompleks IV menyebabkan aliran ion hidrogen dari matriks menuju ruang intermembran. Selain itu, elektron akan dikembalikan ke matriks. Proses ini membutuhkan oksigen. Oksigen berperan sebagai penangkap elektron terakhir. Reaksi penangkapan tersebut menyebabkan terbentuknya molekul air (H2O).
5. Kompleks V
Kompleks V merupakan enzim ATP sintase. Enzim tersebut berfungsi untuk membentuk molekul berenergi, ATP, dari ADP dan Pi.
Ion hidrogen yang dibergerak menuju ruang intermembran menimbulkan gradien elektrokimia dari ruang intermembran dengan matriks mitokondria. Matriks kehilangan ion hidrogen karena bergerak ke ruang intermembran menyebabkan konsentrasi ion H+ yang lebih rendah. Akibatnya, ion hidrogen akan bergerak menuju kembali ke matriks untuk menyeimbangkan konsentrasi. Akan tetapi, membran dalam mitokondria impermeabel (tidak bisa dilalui) terhadap ion H+. Satu-satunya lintasan yang ada adalah kompleks V.
Pergerakan ion H+ melintasi kompleks V digunakan untuk membentuk ATP. Setiap ion hidrogen masuk, maka akan dibentuk ATP. Jadi, ada kaitannya antara proses lewatnya elektron dalam kompleks-kompleks sebelumnya dengan pembentukan ATP. Aliran elektron menyebabkan ion H+ bergerak ke ruang intermembran, akibatnya konsentrasi berbeda dan ion hidrogen yang kembali ke matriks melalui Kompleks V digunakan untuk membentuk ATP.

Tahapan transfer elektron adalah sebagai berikut.

·         NADH akan melepaskan elektronnya (e-) kepada komplek protein I. Peristiwa ini membebaskan energi yang memicu dipompanya H+ dari matriks mitokondria menuju ruang antar membran. NADH yang telah kehilangan elektron akan berubah menjadi NAD+.

·         Elektron akan diteruskan kepada ubiquinon.

·         Kemudian elektron diteruskan pada komplek protein III. Hal ini akan memicu dipompanya H+ keluar menuju ruang antar membran.

·         Elektron akan diteruskan kepada sitokrom c.

·         Elektron akan diteruskan kepada komplek protein IV. Hal ini juga akan memicu dipompanya H+  keluar menuju ruang antar membran.

·         Elektron kemudian akan diterima oleh molekul oksigen, yang kemudian berikatan dengan 2 ion H+  membentuk H2O.

·         Bila dihitung, transfer elektron dari bermacam-macam protein tadi memicu dipompanya 3 H+  keluar menuju ruang antar membran. H+  atau proton tersebut akan kembali menuju matriks mitokondria melalui enzim yang disebut ATP sintase.

·         Lewatnya H+  pada ATP sintase akan memicu enzim tersebut membentuk ATP secara bersamaan. Karena terdapat 3 H+  yang masuk kembali ke dalam matriks, maka terbentuklah 3 molekul ATP.

·         Proses pembentukan ATP oleh enzim ATP sintase tersebut dinamakan dengan kemiosmosis.

·         Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut.

• Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP
• Dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2.
• Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.
• Ditambah dari hasil Glikolisis (2ATP) dan siklus Krebs (2 ATP), maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP
• Jadi dari satu molekul glukosa menghasilkan total 38 ATP.
• Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP. (lihat gambar)

Penjelasan di atas adalah proses transfer elektron yang berasal dari molekul NADH. Bagaimana dengan elektron yang berasal dari FADH2 ?

FADH2  akan mentransfer elektronnya bukan kepada komplek protein I, namun pada komplek protein II. Transfer pada komplak protein II tidak memicu dipompanya H+  keluar menuju ruang antar membran. Setelah dari komplek protein II, elektron akan ditangkap oleh ubiquinon dan proses selanjutnya sama dengan transfer elektron dari NADH. Jadi pada transfer elektron yang berasal dari FADH2 , hanya terjadi 2 kali pemompaan H+  keluar menuju ruang antar mebran. Oleh sebab itu dalam proses kemiosmosis hanya terbentuk 2 molekul ATP saja.

Jadi kesimpulannya adalah:

Satu NADH yang menjalani transfer elektron akan menghasilkan 3 molekul ATP.

Sedangkan satu molekul FADH2 yang menjalani transfer elektron akan menghasilkan 2 molekul ATP.

Disinilah akhir dari respirasi aerob molekul glukosa. Respirasi ini akan menghasilkan energi sebanyak 36 / 38 ATP dengan hasil akhir berupa CO2 dan H2O yang akan dikeluarkan dari tubuh sebagai zat sisa respirasi. Satu molekul glukosa dengan 6 atom C, ketika mengalami respirasi aerob akan melepaskan 6 molekul CO2. Karbondioksida tersebut dibebaskan pada tahap dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs.

 

 

4.Faktor- faktor  yang mempengaruhi proses respirasi dalam Penelitian

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi suatu organisme antara lain: umur/usia organisme tersebut, bobot dari kegiatan yang dilakukan, ukuran organisme itu sendiri, keadaan lingkungan sekitar, serta cahaya juga mempengaruhi rata-rata pernapasan. Untuk mengetahui bahwa kecambah kacang hijau melakukan respirasi atau tidak, maka kita dapat mengamati tabung respirometer. Jika kecambah kacang hijau dalam tabung berespirasi maka kita akan menemukan uap air yang menempel dalam tabung respirometer, tetapi jika tidak ada uap air itu artinya kecambah kacang hijau tidak berespirasi. Adanya uap air dijadikan indikator respirasi karena dalam proses respirasi akan dilepaskan karbon dioksida dan uap air. Dalam pengamatan ini kita harus teliti dalam mengoleskan vaselin pada sumbat, jangan sampai ada rongga udara yang masih terbuka karena hal ini bisa mengganggu pengamatan.

Respirasi aerob pada pengukuran respirasi kecambah berarti diperlukan oksigen dan dihasilkan karbodioksida serta energi. Sedangkan respirasi anaerob berarti respirasi dengan kadar oksigen yang kurang atau tidak dan dihasilkan senyawa selain karbodioksida seperti alkohol, asetildehida atau asam asetat dengan sedikit energi. Adapun persamaan reaksi dari respirasi + KOH adalah :

C6H12O6 + KOH 2C2 H5OH + 2CO2 + K + ENERGI

Respirasi aerob pada pengukuran respirasi kecambah berarti diperlukan oksigen dan dihasilkan karbodioksida serta energi. Sedangkan respirasi anaerob berarti respirasi dengan kadar oksigen yang kurang atau tidak dan dihasilkan senyawa selain karbodioksida seperti alkohol, asetildehida

5.Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob

Perbedaan lainnya

#Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan oksigen ( O2 ).
Respirasi aerob terjadi dalam matriks mitokondria.
Respirasi aerob digunakan untuk pemecahan senyawa organik menjadi senyawa anorganik.
Respirasi aerob menghasilkan energi yang lebih besar.

Proses respirasi aoerob :
1. Glikosis
2. Dekarbosilasi oksidatif
3. Siklus Krebs
4. Transfer elektron

#Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen ( O 2 ).
Respirasi anaerob terjadi pada sitoplasma.
Respirasi anaerob terjadi untuk penguraian senyawa organik.
Respirasi anaerob menghasilkan energi yang lebih kecil.
Proses respirasi anaerob :
1. Fermentasi.
2. Pernafasan intramolekul

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan artikel diatas dapat beberapa poin kesimpulan diantaranya:

1.   Metabolisme dibagi dalam dua katagori yaitu katabolisme dan anabolisme. Contoh katabolisme adalah proses respirasi. Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua macam:

·      Respirasi aerobik

·      Respirasi anaerobik

2.   Pada proses respirasi aerob dibagi dalam 4 tahapan, yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidasi, siklus krebs, dan transfor elektron.

3.   Keseluruhan proses katabolisme 1 glukosa melalui respirasi aerobik, dihasilkan 38 ATP, dengan perincian sebagai berikut:

Glikolisis                     : 2 NADH + 2 ATP                                        =  8 ATP

Oksidasi dari piruvat    : 2 NADH (atau 6 ATP)                                =6 ATP

Siklus Krebs                 : 6 NADH + 2 FADH + 2 ATP                     = 24 ATP

38 ATP

DAFTAR PUSTAKA

Murray, Robert K.,dkk. 2006. BIOKIMIA HARPER EDISI 27. Jakarta : EGC

Campbell, Neil A. and Reece, Jane B. 2010. BIOLOGI JILID 1 EDISI 8. Jakarta : Erlangga

1979. Biokimia ( Review Physiological Chemistry ) diterjemahkan oleh Martin

Muliawan. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC

Armstrong, Frank.B. 1995. Buku ajar biokimia ( Biochemistry ) edisi ketiga.

diterjemahkan oleh dr. RF. Maulany Msc. Jakarta : Penerbit buku kedokteran

EGC