Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Sticky Ad

Beranda / Biologi

3 Proses Utama Respirasi seluler

Oleh Khairil Munawir

Kita semua membutuhkan energi untuk berfungsi, dan kita mendapatkan energi itu dari makanan yang kita makan. Mengekstrak nutrisi yang diperlukan untuk membuat kita terus maju dan kemudian mengubahnya menjadi energi yang dapat digunakan adalah tugas sel kita. Proses metabolisme yang kompleks namun efisien ini, yang disebut respirasi sel, mengubah energi yang berasal dari gula, karbohidrat, lemak, dan protein menjadi adenosin trifosfat, atau ATP, molekul berenergi tinggi yang mendorong proses seperti kontraksi otot dan impuls saraf. Respirasi seluler terjadi pada sel eukariotik dan prokariotik, dengan sebagian besar reaksi terjadi di sitoplasma prokariota dan di mitokondria eukariota. 

Ada tiga tahap utama respirasi sel: glikolisis, siklus asam sitrat, dan transpor elektron / fosforilasi oksidatif.

Sugar Rush

Glikolisis secara harfiah berarti "gula yang memecah", dan ini adalah proses 10 langkah di mana gula dilepaskan untuk energi. Glikolisis terjadi ketika glukosa dan oksigen disuplai ke sel oleh aliran darah, dan terjadi di sitoplasma sel. Glikolisis juga dapat terjadi tanpa oksigen, suatu proses yang disebut respirasi anaerobik, atau fermentasi. Saat glikolisis terjadi tanpa oksigen, sel membuat sejumlah kecil ATP. Fermentasi juga menghasilkan asam laktat, yang dapat menumpuk di jaringan otot, menyebabkan nyeri dan sensasi terbakar.

Karbohidrat, Protein, dan Lemak

Siklus Asam Sitrat , juga dikenal sebagai siklus asam trikarboksilat atau  Siklus Krebs, dimulai setelah dua molekul dari tiga gula karbon yang diproduksi dalam glikolisis diubah menjadi senyawa yang sedikit berbeda (asetil KoA). Ini adalah proses yang memungkinkan kita untuk menggunakan energi yang terdapat dalam karbohidrat,  protein, dan  lemak. Meskipun siklus asam sitrat tidak menggunakan oksigen secara langsung, siklus ini hanya bekerja jika ada oksigen. Siklus ini berlangsung dalam matriks mitokondria sel. Melalui serangkaian langkah perantara, beberapa senyawa yang mampu menyimpan elektron "energi tinggi" diproduksi bersama dengan dua molekul ATP. Senyawa ini, yang dikenal sebagai nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan flavin adenine dinucleotide (FAD), berkurang dalam prosesnya. Bentuk tereduksi (NADH dan FADH2) membawa elektron "energi tinggi" ke tahap berikutnya.

Transpor elektron dan fosforilasi oksidatif adalah langkah ketiga dan terakhir dalam respirasi seluler aerobik. Rantai transpor elektron adalah serangkaian protein kompleks dan molekul pembawa elektron ditemukan dalam membran mitokondria dalam sel eukariotik. Melalui serangkaian reaksi, elektron "energi tinggi" yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat diteruskan ke oksigen. Dalam prosesnya, gradien kimia dan listrik terbentuk melintasi membran mitokondria bagian dalam saat ion hidrogen dipompa keluar dari matriks mitokondria dan masuk ke ruang membran bagian dalam. ATP pada akhirnya diproduksi oleh fosforilasi oksidatif-proses di mana enzim dalam sel mengoksidasi nutrisi. Protein ATP sintase menggunakan energi yang dihasilkan oleh rantai transpor elektron untukfosforilasi (menambahkan gugus fosfat ke molekul) dari ADP ke ATP. Sebagian besar pembentukan ATP terjadi selama rantai transpor elektron dan tahap fosforilasi oksidatif dari respirasi sel.