Metabolisme , KATABOLISME

METABOLISME

Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat dan diakhiri oleh produk akhir dan terjadi didalam sel .

Berdasarkan tujuannya metabolisme dibedakan menjai dua yaitu katabolisme dan anabolisme .  

Katabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul besar.  Dengan kata lain Katabolisme adalah  rangkaian reaksi yang bertujuan untuk pembongkaran atau penguraian suatu molekul , biasanya katabolisme bersifat eksergonik atau penghasil energi.

Anabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya reaksi kecil  dan produk akhirnya adalah molekul besar .   Dengankata lain anabolisme adalah rangkaian reaksi yang bertujuan untuk penyususnan ata sintesi molekul.

Salah satu contoh proses metabolisme adalah Katabolisme dan Anabolisme karbohidrat.

KATABOLISME KARBOHIDRAT

Katabolisme karbohidrat adalah adalah lintasan metabolisme yang merombak suatu substrat kompleks molekul organik menjadi komponen-komponen penyusunnya sambil melepaskan energi, pada umumnya berupa ATP. dan katabolisme ini erat kaitannya dengan respirasi sel

Resfirasi sel ada dua macam  ada dua macam

A. Respirasi Aerobik 

B. Respirasi Anaerobik 

RESPIRASI AEROBIK

Respirasi aerob merupakan peristiwa pembakaran Zat yang melibatkan oksigen dari pernapasan.  Oksigen akan digunakan sebagai penerima elektron terakhir dalam pembentukan ATP .  

Respirasi aerob terjadi dalam tiga tahap yaitu Glikolisis, Siklus Kreb, Dan Transfer Elektron

GLIKOLISIS

Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma sel.  Pada tahap glikolisis terjadi dua langkah reaksi yaitu langkah memerlukan energi dan langkah melepaskan energi .  Saat langkah memerlukan energi 2 molekul ATP diperlukan untuk menstransfer gugus fosfat ke glukosa sehingga glukosa memiliki simpanan energi yang lebih tinggi .  energi ini diperlukan untuk reaksi selanjutnya yaitu reaksi pelepasan energi.  Dapat disimpulkan glikolisis adalah reaksi pelepasan energi yang memecah satu molekul glukosa (terdiri dari 6 ataom karbon) menjadi dua asam Piruvat dapat dilihat pada gambar berikut:

SIKLUS  KREBS

Penamaan siklus krebs merupakan penghargaan bagi Hans Kreb.  Saintis yang berdarah campuran Jerman - Ingris yang menjelaskan tentang jalur katabolisme pada tahun 1931, Siklus tersebut juga dikenal dengan siklus asam sitrat .  Siklus tersebut memiliki 8 langkah.  Setiap langkah dikatalis oleh enzim khusus  didalam matrik mitokondria. dan energi yang dihasilkan dilepas pada membran dalam mitokondria (krista).

Dua molekul piruvat hasil glikolisis meninggalkan sitoplasma dan masuk ke mitokondria .  Pada tahap II ( siklus kreb)  glukosa dipecah secara lengkap menjadi CO2 , dan air dan diperoleh 2 ATP .  

Dua karbon pada senyawa asetil bergabung dengan sejumlah besar  Koenzim A (Ko A) membentuk asetil ko A .  Asetil Ko A akan mentransfer asetil ke oksaloasetat  yaitu senyawa berkarbon empat untuk menjadi bagian dari molekul berkarbon enam .  Oksaloasetat merupakan titik awal berlangsungnya siklus krebs .  untuk lebih lanjut dapat dilihat bagan siklus krebs berikut ini:

Fungsi siklus krebs untuk dua molekul asam piruvat adalah:. 

1. Mengangkut elektron dan hidrogen ke NAD +  dan FAD menghasilkan NADH dan FADH menghasilkan NADH dan FADH2, juga mengubah karbon organik menjadi CO2

2. Membentuk dua ATP dari fosforilasi tingkat substrat .

3. Menyusun kembali intermediat siklus krebs  menjadi oksaloasetat .  Hal tersebutpenting karena sel mengandung banyak oksaloasetat yang harus di regenerasi untuk menjaga kelangsungan reaksi.

Reaktan	Produk
2 Piruvat	6 CO2
2 ADP + 2Pi	2 ATP
8 NAD +    +  8 H	8 NADH
2 FAD     + 4 H	2 FADH2

Bedasarkan tabel diatas tampak bahwa dalam siklus krebs terdapat 10 koenzim, yaitu 8 NADH dan 

2 FADH2+ Kesepuluh koenzim tersebut beserta 2 koenzim yang berasal dari glikolisis akan digunakan untuk mengirim elektron dan hidrogen ketempat berlangsungnya tahap akhir jalur aerobik.

GIKOLISIS	2 NADH
REAKSI ANTARA	2 NADH
SIKLUS KREBS	2 FADH2 + 6 NADH
KOENZIM YANG DIKIRIM   UNTUK TAHAP III	2 FADH2   + 10 NADH

TRANSFOR ELEKTRON

Transfor elektron terjadi pada membran dalam mitokondria.  NADH dan FADH2 yang dihasilkan dari siklus krebs dan glikolisis memberikan elektron dan H+ ke sistem transporn H+ ke sistem transpor elektron .. Oleh karena eletron bergerak melalui sistem transfor H+ dipompa keluar dari membran dalam mitokondria menimbulkan gradien elektron antar bagian luar dan bagian dalam membran dalam mitikondria .  Akibatnya ion H+ kembali menuju bagian dalam membran dalm mitokondria melalui ATP sintetase.  ATP sintetase merupakan protein yang menempel dimembran dalam mitokondria .  Aliran H+ melalui protein ini memacu pembentukan ATP dari ADP dan Fosfat(Pi).  Oksigen bebas menjaga benmentukan ATP terus berjalan, yaitu dengan menerima elektron yang dilepas pada akhir sistem transpor elektron.  Oksigen akan bergabung dengan H+ membentu air.  ATPyang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP .

ATP yang dihasilkan dari pemecahan glukosa menjadi karbondioksida dan air dalam resfirasi aerob adalah 

• 2 ATP hail dari Glikolisis
• 2 ATP dari Siklus Krebs
• 32 ATP hasil dari sistem transfer elektron.

RESPIRASI ANAEROBIK

Respirasi Anerobik adalah proses degradasi molekul organik untuk menghasilkan ATP tanpabantuan oksigen(O2) reaksi anareobik dilakukan dengan cara Fermentasi, Fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol.  Fermentasi asam laktat dilakukan oleh otot manusia saat melakukan kerja keras dan persediaan oksigen berkurang.  Fermentasi alkohol dilakukan oleh jamur ragi (yeast)