ASTALOG.COM – 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.
Siklus Krebs
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 Krebs 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.
Siklus Krebs terdiri dari beberapa reaksi utama. Siklus ini dimulai dengan satu reaksi antara molekul asetil-KoA bereaksi dan satu molekul H2O, reaksi tersebut melepaskan gugus koenzim-A, serta dua atom karbon yang tersisa dalam bentuk gugus asetil pada asam oksaloasetat, senyawa dengan empat atom karbon, hingga menghasilkan asam sitrat (enam atom karbon). Asetil-KoA diproduksi melalui dekarboksilasi piruvat dan katabolisme glukosa (glikolisis), lemak, dan protein.
Terdapat delapan tahapan utama yang menggerakkan reaksi ini yaitu:
1. Penggabungan molekul asetil-KoA dengan oksaloasetat dan membentuk asam sitrat. Enzim yang digunakan dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat sintetase.
2. Tahap kedua yang disebut isomerase sitrat dibantu oleh enzim akonitase yang menghasilkan isositrat.
3. Enzim isositrat dehidrogenase mengubah isositrat menjadi alfa-ketoglutarat dengan bantuan NADH. Setiap satu reaksi melepaskan satu molekul karbon dioksida.
4. Alfa ketoglutarat diubah menjadi suksinil-CoA. Reaksi dikatalisasi oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase.
5. Suksinil-CoA diubah menjadi suksinat dengan mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP digunakan untuk membentuk ATP.
6. Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.
7. Terjadi hidrasi yaitu penambahan atom hidrogen pada ikatan karbon ganda (C=C) yang ada pada fumarat sehingga menghasilkan malat.
8. Enzim malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus Krebs akan terus berlangsung. Pada tahap ini juga dihasilkan NADH ketiga dari NAD+.
Hasil dari siklus ini adalah dua molekul ATP, dua molekul FADH2, enam molekul NADH , serta dua molekul CO2. Pada reaksi ini, akseptor elektron terakhir adalah oksigen dan dihasilkan molekul air dari reaksi 8 molekul hidrogen oksigen. FADH2 dan NADH dikonversi menjadi ATP pada siklus transpor elektron. Setiap molekul NADH menghasilkan 3 ATP, sedangkan setiap molekul FADH2 menghasilkan 2 ATP.
