Respirasi Sel (Katabolisme) + Video Lengkap

Metabolisme adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup (reaksi

biokimia). Pengertian ini mencakup dua hal yaitu katabolisme dan anabolisme.

 

Katabolisme

 

Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi

bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas

tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi

untuk seluruh aktivitas kehidupan.

Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam

reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan

organik. Akseptor elektron tersebut diantaranya adalah:

 

NAD (nikotinamida adenin dinukleotida)

FAD (flavin adenin dinukleotida)

Ubikuinon

Sitokrom

Oksigen

 

 

Ada empat langkah dalam proses respirasi, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur Krebs,

dan rantai transpor elektron.

1.    Glikolisis

Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6

atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung di

sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.

 

2.    Dekarboksilasi Oksidatif

 

Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah

awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada  langkah ini 2 molekul asam piruvat

yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil koenzim A) dan

menghasilkan 2 NADH.

3.    Daur Krebs

Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat atau daur

asam trikarboksilat dan berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang terbentuk pada

dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2

ATP. (lihat skema di bawah)

 

4.    Rantai Transpor Elektron

 

Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah:

setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor

dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP.

 

 

Setiap satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang

digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD, energi

yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP. Jadi, satu mol glukosa yang

mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.

Tabel berikut menjelaskan perhitungan pembentukan ATP per mol glukosa yang dipecah pada

proses respirasi.

Proses ATP NADH FADH

GlikolisisDekarboksilasi oksidatifDaur KrebsRantai transpor elektron

2–234

226–

––2–

Total 38 10 2

Respirasi Anaerob

 

Oksigen diperlukan dalam respirasi aerob sebagai penerima H yang terakhir dan membentuk

H2O. Bila berlangsung aktivitas respirasi yang sangat intensif seperti pada kontraksi otot yang

berat akan terjadi kekurangan oksigen yang menyebabkan berlangsungnya respirasi anaerob.

Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi asam laktat pada otot, dan fermentasi alkohol yang

dilakukan oleh jamur Sacharromyces (ragi).

1.    Fermentasi asam laktat

 

Asam piruvat yang  terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai transpor

elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir. Akibatnya asam piruvat

direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam

laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP untuk

setiap mol glukosa yang direspirasi.

 

CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E

(asam piruvat)                           (asam laktat)

2.    Fermentasi alkohol

 

 

Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H

dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.

CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E

(asam piruvat)           (asetaldehid)                             (etanol)