Respirasi sel
Respirasi seluler adalah apa yang dilakukan sel untuk memecah gula untuk mendapatkan energi yang dapat mereka gunakan. Respirasi seluler mengambil makanan dan menggunakannya untuk menciptakan ATP, bahan kimia yang digunakan sel untuk energi.
Biasanya, proses ini menggunakan oksigen, dan disebut respirasi aerobik. Proses ini memiliki empat tahap yang dikenal sebagai glikolisis, reaksi Link, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron. Ini menghasilkan ATP yang memasok energi yang dibutuhkan sel untuk melakukan pekerjaan.
Apabila mereka tidak mendapatkan cukup oksigen, sel-sel menggunakan respirasi anaerobik, yang tidak memerlukan oksigen. Namun demikian, proses ini menghasilkan asam laktat, dan tidak seefisien ketika oksigen digunakan.
Respirasi aerobik, proses yang menggunakan oksigen, menghasilkan lebih banyak energi dan tidak menghasilkan asam laktat. Proses ini juga menghasilkan karbondioksida sebagai produk limbah, yang kemudian memasuki sistem peredaran darah. Karbon dioksida dibawa ke paru-paru, di mana ia ditukar dengan oksigen.
Rumus yang disederhanakan untuk respirasi seluler aerobik adalah:
C6 H12 O 6+ 6O2 → 6CO2 + 6H2 O + Energi (sebagai ATP)
Persamaan kata untuk ini adalah:
Glukosa (gula) + Oksigen → Karbon dioksida + Air + Energi (sebagai ATP)
Respirasi seluler aerobik memiliki empat tahap. Masing-masing tahapan penting, dan tidak bisa terjadi tanpa tahapan sebelumnya. Langkah-langkah respirasi seluler aerobik adalah:
Glikolisis
Dalam glikolisis, glukosa dalam sitoplasma dipecah menjadi dua molekul piruvat. Sepuluh enzim dibutuhkan untuk sepuluh senyawa antara dalam proses ini.
- Dua ATP yang kaya energi memulai prosesnya.
- Pada akhirnya terdapat dua molekul piruvat, ditambah
- Tingkat substrat - Empat molekul ATP dibuat dalam reaksi nomor 7 & 10
- Dalam sel yang menggunakan oksigen, piruvat digunakan dalam proses kedua, siklus Krebs, yang menghasilkan lebih banyak molekul ATP.
Produktivitas siklus
Buku teks biologi sering menyatakan bahwa 38 molekul ATP dapat dibuat per molekul glukosa teroksidasi selama respirasi seluler (dua dari glikolisis, dua dari siklus Krebs, dan sekitar 34 dari rantai transpor elektron). Namun, proses ini sebenarnya menghasilkan lebih sedikit energi (ATP) karena kehilangan melalui membran yang bocor. Diperkirakan 29 sampai 30 ATP per glukosa.
Metabolisme aerobik sekitar (lihat kalimat di atas) 15 kali lebih efisien daripada metabolisme anaerobik. Metabolisme anaerobik menghasilkan 2 mol ATP per 1 mol glukosa. Mereka berbagi jalur awal glikolisis tetapi metabolisme aerobik berlanjut dengan siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif. Reaksi pasca glikolitik terjadi di mitokondria dalam sel eukariotik, dan di sitoplasma dalam sel prokariotik.
Reaksi tautan
Piruvat dari glikolisis secara aktif dipompa ke dalam mitokondria. Satu molekul karbon dioksida dan satu molekul hidrogen dikeluarkan dari piruvat (disebut dekarboksilasi oksidatif) untuk menghasilkan gugus asetil, yang bergabung dengan enzim yang disebut CoA untuk membentuk asetil CoA. Ini penting untuk siklus Krebs.
Siklus Krebs
Asetil CoA bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk senyawa dengan enam atom karbon. Ini adalah langkah pertama dalam siklus Krebs yang selalu berulang. Karena dua molekul asetil-CoA diproduksi dari setiap molekul glukosa, dua siklus diperlukan per molekul glukosa. Oleh karena itu, pada akhir dua siklus, produknya adalah: dua ATP, enam NADH, dua FADH, dan empat CO2. ATP adalah molekul yang membawa energi dalam bentuk kimia untuk digunakan dalam proses sel lainnya. Proses ini juga dikenal sebagai siklus TCA (siklus asam Tricarboxylic (try-car-box-ILL-ick)), siklus asam sitrat, atau siklus Krebs sesuai dengan nama ahli biokimia yang menjelaskan reaksinya.
Rantai transpor elektron (ETC)
Di sinilah sebagian besar ATP dibuat. Semua molekul hidrogen yang telah dihilangkan dalam langkah-langkah sebelumnya (siklus Krebs, reaksi Link) dipompa di dalam mitokondria menggunakan energi yang dilepaskan elektron. Akhirnya, elektron yang menggerakkan pemompaan hidrogen ke dalam mitokondria bercampur dengan beberapa hidrogen dan oksigen untuk membentuk air dan molekul hidrogen berhenti dipompa.
Akhirnya, hidrogen mengalir kembali ke dalam sitoplasma mitokondria melalui saluran protein. Saat hidrogen mengalir, ATP dibuat dari ADP dan ion fosfat.
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa yang dimaksud dengan respirasi seluler?
J: Respirasi seluler adalah proses yang digunakan sel untuk memecah gula dan mendapatkan energi yang dapat mereka gunakan. Proses ini mengambil makanan dan menggunakannya untuk menciptakan ATP, bahan kimia yang digunakan sel untuk energi.
T: Apa saja dua jenis respirasi?
J: Dua jenis respirasi adalah respirasi aerobik dan respirasi anaerobik. Respirasi aerobik menggunakan oksigen dan menghasilkan lebih banyak energi daripada respirasi anaerobik, tetapi tidak menghasilkan asam laktat. Respirasi anaerobik tidak menggunakan oksigen, tetapi menghasilkan asam laktat sebagai gantinya.
T: Apa rumus untuk respirasi seluler aerobik?
J: Rumus untuk respirasi seluler aerobik adalah C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energi (sebagai ATP). Persamaan kata untuk ini adalah Glukosa (gula) + Oksigen → Karbon dioksida + Air + Energi (sebagai ATP).
T: Ada berapa tahap yang dimiliki respirasi seluler aerobik?
J: Respirasi seluler aerobik memiliki empat tahap - glikolisis, reaksi Link, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron - masing-masing penting dan tidak bisa terjadi tanpa tahap sebelumnya.
T: Apa yang terjadi pada karbondioksida yang dihasilkan selama respirasi seluler aerobik?
J: Karbon dioksida yang dihasilkan selama respiraton seluler aerobik memasuki sistem peredaran darah, di mana ia bergerak ke paru-paru, di mana ia ditukar dengan oksigen.
T: Jenis produk limbah apa yang dihasilkan respiraton anaerobik?
J: Respirasi anaerobik menghasilkan asam laktat sebagai produk limbah, sedangkan respirasi aerobik menghasilkan karbon dioksida sebagai produk limbah.
