TUGAS MATA KULIAH NUTRISI TANAMAN

FUNGSI PHOSPOR DALAM METABOLISME ATP

Oleh :

Dewi Ma’rufah H0106006

Lamria Silitonga H 0106076

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2008

Pendahuluan

Fosfor (P) termasuk unsur hara makro yang sangat penting untuk

pertumbuhan tanaman, namun kandungannya di dalam tanaman, namun

kandungannya di dalam tanaman lebih rendah dibanding nitrogen (N), kalium (K)

dan kalsium (Ca). Tanaman menyerap P dari tanah dalam bentuk ion fosfat

terutama ion H2PO4-; HPO4

2-. Yang terdapat dalam larutan tanah. Ion H2PO4

-

lebih banyak dijumpai pada tanah yang lebih masam. Sedangkan pH yang lebih

tinggi (lebih besar daripada 7) bentuk HPO42-

lebih dominan. Disamping ion-ion

tersebut, tanaman dapat menyerap P dalam bentuk asam nukleat, fitin dan

fosfohumat.

Fosfat yang diserap oleh tanaman tidak direduksi, melainkan berada di

dalam senyawa – senyawa organik dan anorganik dalam bentuk-bentuk yang

teroksidasi. Fosfor anorganik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagai

komponen penyangga tanaman. Dalam bentuk organik P sebagai

Fosfolipid yang merupakan komponen penyusun dari membran

sitoplasma dan kloroplas

Fitin yang merupakan simpanana fosfat dalam biji

Gula fosfat yang merupakan senyawa antara dalam berbagai proses

metabolisme tanaman.

Nukleoprotein yang merupakan komponen utama dari DNA dan RNA

inti sel.

ATP, ADP, AMP yang merupakan senyawa berenergi tinggi untuk

metabolisme.

NAD, dan NADP merupakan koenzim penting dalam prosesreduksi dan

oksidasi.

FAD dan berbagai senyawa lain yang berfungsi sebagai pelengkap

enzim tanaman.

Mendekatnya suatu unsur hara dari larutan tanah ke permukaan akar dapat

terjadi melalui salah satu dari tiga proses yaitu : (1) intersepsoi akar (root

interception), atau dengan pertukaran kontak (contact exchange); (2) difusi ion-

ion dalam larutan tanah dan (3) gerakan ion-ion oleh gerakan massa (mass

movement) atau aliran massa (mass flow) larutan tanah.

Pergerakan ion fosfat pada umumnya disebabkan oleh proses difusi, tetapi

jika kandungan P larutan tanah cukup tinggi, maka proses aliran massa dapat

berperanan dalam transportasi tersebut. Ion yang sudah berada di permukaan akar

akan menuju rongga luar akar (outer space) melalui proses difusi sederhana,

jerapan pertukaran, dan kegiatan bahan pembawa (carrier) selanjutnya ion

memasuki rongga dalam akar (interspace) dengan melibatkan energi metabolisme.

ISI

Bila ditinjau pada tingkat sel, tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel dan

mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur

penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi

tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah merah

yang mempunyai fungsi sebagai alat transportasi bahan makanan dan oksigen di

dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk dikeluarkan.

Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama untuk membentuk

energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi energi di semua sel

pada dasarnya sama.

Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang

dioksidasi akan menghasilkan energi, dimana energi tersebut digunakan untuk

membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP

tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Sehingga ATP

merupakan senyawa kimia labil yang terdapat di semua sel, dan semua

mekanisme fisiologis yang memerlukan energi untuk kerjanya mendapatkan

energi langsung dari ATP.

ATP adalah suatu nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen adenin, gula

pentosa ribosa dan tiga rantai fosfat. Dua rantai fosfat yang terakhir dihubungkan

dengan bagian sisa molekul oleh ikatan fosfat berenergi tinggi yang sangat labil

sehingga dapat dipecah seketika bila dibutuhkan energi untuk meningkatkan

reaksi sel lainnya. Enzim-enzim oksidatif yang mengkatalis perubahan Adenosine

Diphospate (ADP) menjadi ATP dengan serangkaian reaksi menyebabkan energi

yang dikeluarkan dari pengikatan hidrogen dengan oksigen digunakan untuk

mengaktifkan ATPase dan mengendalikan reaksi untuk membentuk ATP dalam

jumlah besar dari ADP. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi ADP

akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya

hampir semua langkah reaksi kimia dalam tubuh.

Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan

beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang

dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi antara

lain:

1. Mensintesis komponen sel yang penting

2. Kontraksi otot

3. Transport aktif untuk melintasi membran sel :

a. Absorpsi dari traktus intestinalis (usus)

b. Absorpsi dari tubulus ginjal

c. Pembentukan sekreksi kelenjar

d. Membentuk perbedaan konsentrasi ion di dalam syaraf yang

memberikan energi untuk transmisi impuls syaraf.

ATP bukan zat yang terbanyak disimpan sebagai ikatan phospate berenergi

tinggi dalam sel, melainkan Creatine Phospate (CP) yang mengandung ikatan

phospate berenergi tinggi lebih banyak (9,5 kkal/mol pada suhu tubuh) terutama

di otot. CP dapat memindahkan energi dengan saling bertukar dengan ATP,

dimana bila ATP mulai digunakan, energi dari CP dipindahkan dengan cepat

kembali ke ATP. Dengan kandungan energi lebih tinggi antara CP terhadap ATP

menyebabkan reaksi sangat menguntungkan ATP, dimana pengunaan ATP yang

paling kecilpun dalam sel mengeluarkan energi dari CP untuk mensistesis ATP

baru. Efek ini mempertahankan konsentrasi ATP hampir pada tingkat puncak

selama CP tetap di dalam sel.

Karena itu, CP merupakan senyawa “bufer/penyangga” ATP.

ATP + H2O ADP + ENERGY (Output) ADP + CP + ENERGY (Input) ATP +

H2O. Dalam produksi energi, terdapat dua macam metabolisme, yaitu:

Anaerob (tanpa oksigen), hanya untuk karbohidrat, terjadi di sitosol.

Aerob (dengan oksigen), karbohidrat, lemak, dan protein, terjadi di

mitokondria.

Setiap mol glukosa dalam proses anaerob yang terjadi di sitoplasma/sitosol

menghasilkan 2 ATP, sedangkan pada proses aerob yang terjadi di mitokondria

menghasilkan 36 ATP, sehingga total produksinya sebanyak 38 ATP (304

kkal/mol). Tiap mol glukosa dapat memberikan energi sebesar 686 kkal, sehingga

energi yang tersisa menghilang dalam bentuk panas. Sedangkan untuk setiap mol

lemak menghasilkan 2340 kkal (3,5 kali dibanding glukosa) atau sebanyak 146

ATP. C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H20 + ENERGY.

Mitokondria dinamakan “pusat energi” bagi sel, karena menyaring energi

dari zat gizi dan oksigen dan selanjutnya menyediakan sebagian besar energi

(95%) yang diperlukan agar sel dapat melakukan fungsinya. Jumlahnya dalam

setiap sel berbeda (dari puluhan sampai ribuan), dimana tergantung pada jumlah

energi yang diperlukan oleh setiap sel, dan mitokondria mengadakan replikasi

sendiri sampai jumlah yang dapat memenuhi kebutuhan energi sel.

Komponen utama sel memperoleh energi adalah oksigen dan satu atau lebih

bahan makanan (nutrisi). Di dalam sel, bahan makanan secara kimia bereaksi

dengan oksigen dibawah pengaruh berbagai enzim (puluhan enzim) yang

mengawasi kecepatan reaksi dan menyalurkan energi yang dikeluarkan dalam

arah yang tepat. Energi yang dihasilkan membentuk ATP. ATP kemudian

ditransfer keluar mitokondria menuju semua bagian sitoplasma dan nukleoplasma,

dimana energinya digunakan untuk memberi tenaga pada fungsi-fungsi sel. Oleh

karena itu, ATP dinamakan sebagai bentuk energi sel karena dapat disimpan dan

dibentuk kembali.

Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60%

selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang

menjadi panas (15%) sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem

fungsional sel. Sehingga hanya 25% dari seluruh energi dari makanan

yang digunakan oleh sistem fungsional sel. Dan walaupun demikian,

sebagian besar energi ini juga menjadi panas karena:

Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila

protein disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk

membentuk ikatan peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini,

terdapat pertukaran protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi

dan sementara protein lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam

ikatan peptida dikeluarkan dalam bentuk panas ke dalam tubuh.

Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah

melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga

anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan

dalam jaringan akan menimbulkan panas.

Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem

arteri sehingga menyebabkan resevoar energi potensial. Pada saat darah

mengalir melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah

yang mengalir satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah

energi ini menjadi panas.

Oleh karena itu, panas merupakan energi kinetik pergerakan molekul-

molekul. Bila semua ADP dalam sel telah diubah menjadi ATP, seluruh proses

glikolisis dan oksidasi terhenti, dan sebaliknya bila lebih banyak ATP digunakan

untuk melakukan berbagai fungsi fisiologis dalam sel, dibentuklah ADP baru,

yang secara otomatis menggiatkan kembali proses glikolisis dan oksidasi.

Sehingga cadangan ATP secara otomatis dipertahankan setiap saat.

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

Marsidi. 2008. Metabolisme ATP. http://fusion-kandagalante.blogspot. com

Diakses tanggal 23 Oktober 2008.

Elfiati, D. 2005. Pernanan Mikroba Pelarut Fosfat Terhadap Pertumbuhan

Tanaman. Usu repository. Sumatera.