Apakah Anda ingin tahu bagaimana sel-sel tubuh mengubah makanan menjadi energi, dengan bantuan oksigen? Berikut ini adalah gambaran dari langkah-langkah yang terlibat dalam respirasi aerobik.
Respirasi sel adalah proses di mana energi yang tersimpan dalam glukosa dilepaskan oleh sel-sel. Respirasi sel berlangsung dalam berbagai tahap. Ini terjadi pada manusia, tanaman, hewan dan bahkan dalam bakteri mikroskopis. Mesin pernapasan terletak di sel-sel tubuh. Selama respirasi sel, energi dari glukosa dilepaskan dengan adanya oksigen. Proses ini secara ilmiah dikenal sebagai respirasi aerobik. Respirasi anaerobik terjadi tanpa adanya oksigen.
Respirasi Aerobik
Glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron adalah tiga langkah dari respirasi aerobik. Mereka terdiri dari serangkaian reaksi metabolisme yang terjadi di sitoplasma (bagian luar) dan mitokondria (bagian dalam) dari sel-sel dari organisme hidup. Energi biokimia yang diperoleh dari nutrisi diubah menjadi ATP (Adenosine tri-fosfat), karbon dioksida dan air selama respirasi aerobik.
Selama langkah respirasi aerobik, glukosa teroksidasi dan energi dilepaskan. Ketika ikatan kimia glukosa dipecah menjadi energi, karbon dioksida dan air yang dihasilkan sebagai produk sampingan. Energi dalam bentuk ATP dilepaskan melalui respirasi aerobik secara sederhana dapat dijelaskan dengan bantuan persamaan berikut:
Glukosa + Oksigen = Energi + Karbon Dioksida + Air
atau
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O = + Energi (ATP)
ATP adalah nukleotida multifungsi yang bertindak sebagai sumber energi untuk sel. ATP adalah gudang energi, dan menyediakan energi untuk sel. Respirasi sel membantu energi panen kimia dari makanan dan menyimpannya dalam molekul ATP.
Tahap-tahap Respirasi Aerobik
Glikolisis
Glikolisis adalah langkah pertama dalam respirasi aerobik. Langkah ini sebenarnya anaerobik karena tidak membutuhkan oksigen. Setiap sel dalam tubuh, mampu melakukan glikolisis di sitosol (sel cairan sitoplasma). Jadi diyakini bahwa glikolisis mungkin muncul sangat awal dalam evolusi kehidupan. Dalam langkah ini, glukosa teroksidasi sebagian. Sementara tubuh enzim mentransfer glukosa ke molekul piruvat (zat organik juga dikenal sebagai asam piruvat), gugus fosfat akan dihapus dengan bantuan enzim katalis yang berbeda. Karbon dengan dua molekul oksigen dihapus karena tidak lagi mengandung energi di dalamnya. Dengan demikian, glikolisis adalah sumber dari beberapa karbon dioksida yang dihasilkan oleh tubuh. Melalui glikolisis, 2 ATP molekul yang dihasilkan. Proses ini juga melepaskan molekul air 2 dan 2 molekul NADH energi yang kaya. Pada akhir langkah ini, 90% dari energi yang tersedia dari glukosa tidak dilepaskan, karena masih terkunci dalam elektron asam piruvat. Ini pyruvates melanjutkan dari sitosol menuju mitokondria dari sel, di mana siklus Krebs terjadi.
Siklus Krebs
Siklus Krebs terdiri dari satu set yang rumit reaksi. Hal ini memungkinkan sel untuk menghasilkan energi dengan degradasi pyruvates kaya energi menjadi CO2. Dalam langkah ini respirasi aerobik, ATP siap untuk melepaskan energi yang tersimpan dalam ikatan molekul pyruvates. Pyruvates yang teroksidasi selama langkah ini. Satu karbon dan dua atom oksigen dari setiap molekul puruvate dikeluarkan dengan bantuan mikro-enzim. Ini menghasilkan asetil KoA, yang pada gilirannya membantu menghasilkan asam sitrat. Asam sitrat selanjutnya dipecah dan ini menghasilkan 2 molekul CO2. Molekul asetil KoA benar-benar teroksidasi dalam langkah ini. Oksigen sangat penting dalam proses ini. Dua putaran lengkap siklus Krebs menghasilkan 6 molekul NADH dan 2 molekul menghasilkan energi lainnya dari FADH2 bersama dengan 2 molekul ATP dan molekul karbon dioksida 4. Ahli biokimia Inggris, Hans Krebs, pertama kali dipostulatkan fenomena ini pada tahun 1937 dan karena itu dikenal sebagai siklus Krebs.
Rantai Transportasi Elektron
Pada setiap pergantian siklus Krebs, ADP (adenosin difosfat) diubah menjadi molekul ATP dan 5 pasang elektron energi tinggi yang disita oleh 5 molekul pembawa untuk transportasi lebih lanjut. Ini menghasilkan rantai transpor elektron. Dalam langkah ini, elektron ini energi tinggi lagi digunakan untuk mengkonversi ADP menjadi ATP. Rantai ini terdiri dari jaringan elektron pembawa protein yang hadir dalam membran bagian dalam sel, mitokondria. Elektron ditransfer dari satu tempat ke tempat lain oleh protein. Protein ini bertanggung jawab untuk fosforilasi oksidatif (penambahan fosfat) dan transfer elektron menjelang akhir rantai. Ini adalah proses metabolisme di mana nutrisi yang teroksidasi dan energi dilepaskan untuk menghasilkan ATP. Ini adalah langkah akhir respirasi aerobik. Dalam dua langkah pertama, sangat sedikit energi yang dihasilkan. Sebagian besar energi yang tersisa yang terkunci dalam molekul glukosa, yang dirilis pada langkah ketiga respirasi aerobik. Jadi 32-34 ATP molekul yang dihasilkan selama rantai transfer elektron. Dalam semua, 38 molekul ATP yang dihasilkan untuk setiap molekul glukosa selama berbagai langkah respirasi aerobik.
Oksigen benar-benar disebarkan ke dalam mitokondria dari sel selama respirasi aerobik. ATP adalah molekul yang dihasilkan selama proses ini. ATP memasok energi untuk sel-sel dan sel-sel menjadi mampu melakukan metabolisme. Dengan demikian, respirasi aerobik menyebabkan pelepasan energi yang membantu organisme hidup melakukan proses metabolisme dan aktivitas fisik.
No comments: