MetabolismeMetabolisme adalah semua proses / reaksi kimia yang terjadi di dalam sel atau dalam tubuh organisme hidup. Terdiri dari : Anabolisme dan Katabolisme

ANABOLISME Aspek-aspek metabolisme yang merupakan proses penyusunan / pembentukan (sintesa) dari senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, misal fotosintesis pada tumbuhan hijau dan kemosintesis pada bakteri; Sintesa protein dari asam amino; Sintesa glikogen dari glukosa; Sintesa lipida dari asam lemak.

KATABOLISME Reaksi pemecahan / perombakan ikatan kimia kompleks menjadi senyawa sederhana. Misalnya Respirasi Proses pembebasan energi yang tersimpan dalam bentuk energi kimia. Glukosa karbondioksida + Air + Energi ATP, melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen

RESPIRASI SEL merupakan proses-proses enzimatis di dalam sel dimana molekul-molekul karbohidrat, asam lemak dan asam amino diuraikan menjadi karbondioksida dan air dengan konservasi energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat)Prosesnya terjadi dalam mitokondria.

FERMENTASIProses penguraian karbohidrat secara anaerobik (tanpa ada oksigen) dimana dihasilkan alkohol atau laktat.Fermentasi alkohol dapat terjadi misalnya pada proses pembuatan alkohol dan bir dari anggur oleh sel-sel Ragi.Fermentasi asam laktat dapat terjadi pada otot atlet pelari cepat, dimana ATP terus menerus dipakai untuk kontraksi otot, sedangkan oksigen sedikit/tidak adaterjadi timbunan asam laktat menimbulkan kelelahan / pegal-pegal otot

Ada Tiga Tahap Respirasi Sel, yaitu :GLIKOLISIS

SIKLUS KREBS

SISTEM TRANSPORT ELEKTRON

1. GLIKOLISISGlikolisis Proses Metabolisme Anaerob yang terjadi di dalam sitoplasma sel, dimana glukosa (C6) dihidrolisis menjadi Asam Piruvat (C3) dengan 2 mol ATP per molekul glukosa dan 2 mol NaOH sebagai sumber elektron berenergi tinggi (reaksi glikolisis dimuat dalam gambar 9.4)

Tabel 4.1. Perbandingan Glikosis dengan Fermentasi pada input dan outputnya

GLIKOLISISFERMENTASIINPUTOUTPUTINPUT OUTPUTGlukose 2 NAD+2 ADP +2P2 Piruvat2 NADH2 ATPGlukose

2 ADP2 Laktat / 2Alkohol+ 2 CO22 ATP

Piruvat hasil glikolisis masuk ke dalam mitokondria bila tersedia oksigen. Respirasi seluler merupakan reaksi pemecahan piruvat secara sempurna menjadi karbondioksida dan air di dalam mitokondria dengan adanya oksigen.Piruvat Gugus Asetil Siklus Krebs Sistem Transport Elektron.

ATP yang dihasilkan maksimum pada glikolisis 2 ATP; Respirasi Seluler 34 ATP; Total = 36 ATP

2. SIKLUS KREBSSiklus Krebs merupakan salah satu proses respirasi seluler yang penting, merupakan proses kimia siklik yang kompleks dengan urutan sebagai berikut :

Asam Piruvat hasil glikolisis memasuki siklus krebs bereaksi dengan NAD+ (nikotin amide adenin Dinukleotide) dan ko-enzim A /Ko-A Asetil Ko-A. Proses ini dibebaskan CO2 dan NADH. Piruvat (3C) Asetil Ko-A (2C)2. Reaksi Asetil Ko-A (2C) + Asam Oksaloasetat (4C) Asam Sitrat (6C) dan Ko-A dibebaskan lagi.Asam Sitrat (6C)+NaO+ Asam Alfa Ketoglutarat (5C) + CO2).(5C) + NAD Asam Suksinat (4C) + NADH + CO2Asam Suksinat + FAD (flavine Adenin dinukleotide) Asam Malat (4C) + FADH2Asam Malat (4C) + NAD+ Asam Oksalo Asetat (4C) + NADHAsam Oksaloasetat akan kembali lagi bereaksi dengan asetil Ko-A (sama dengan langkah kedua diatas)(lihat gambar 9.7, 9.8 dan 9.9)

3. SISTEM TRANSPORT ELEKTRONTransportasi Elektron terjadi di dalam mitokondria, dan berakhir setelah elektron bersama-sama dengan H+ menuju dan akhirnya bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir membentuk H2O (reaksi kompleks)

* Yang berperan penting dalam sistem transport elektron diantaranya NADH, FADH2, molekul-molekul khusus seperti Flavin Mononukleotide, koenzim Q, beberapa Sitokrom b, c1, c, Oxidase kompleks.Elektron berenergi tinggi, pertama berasal dari NADHdi transfer ke FMN(flavine mononukleotide) ke Q sitokrom b-c kompleks sitokrom c sitokrom oksidase kompleks. Molekul oksigen menangkap elektron berikatan dengan H+ yang berasal dari lingkungan sekitarnya H2O (gambar 9.10)

Reaksi disederhanakan :C6H12O6 + 6 O2 6H2O + 6 CO2 + Energi (ATP)Pada Tumbuhan : CO2 dibuang melalui stomataPada Hewan : CO2 dibuang melalui pulmonumEnergi dalam bentuk ATP digunakan dalam segala proses / aktivitas biologis yang selalu memerlukan energi.ATP ADP + P + energi (7,3 K.kal/molATP)

Reaksi Eksergonik Reaksi yang menghasilkan energi dan bila timbul panas Reaksi Eksoterm Reaksi Endergonik Reaksi yang memerlukan energi dalam bentuk panas (reaksi endoterm)

Ketiga Proses Respirasi disederhanakan sebagai berikut :

ProsesAkseptorATPGLIKOLISIS :Glukosa 2 Asam Piruvat2 NADH2 ATPSIKLUS KREBS2 Asam Piruvat 2 Asetil Ko-A + 2CO22 Asetil Ko-A 4 CO22 NADH6 NADH2 FADH22 ATPSISTEM TRANSPORT ELEKTRON10 NADH + 5O2 10 NAD+ + 10H2O2 FADH2 + O2 2FAD + 2H2O30 ATP4 ATPJumlah Elektron untuk masuk Mitokondria38 ATP2 ATPTOTAL HASIL AKHIR36 ATP