METABOLISME
A. PENDAHULUAN
Metabolisme berasal dari kata metabole (Yunani) yang berarti berubah. Keseluruhan proses kimiawi suatu organisme disebut metabolisme.
Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi pada setiap sel hidup. Cairan yang memiliki sel disebut cairan ekstrasel. Bahan yang terdapat dalam cairan sel dapat digunakan sebagai bahan baku gula, asam lemak, gliserol, dan asam amino yang kemudian disusun menjadi makromolekul sel seperti polisakarida, lipid, dan protein asam nukleat.
Metabolismo terbagi menjadi 2 yaitu proses anabolisme (penyusunan) dan proses katabolisme (pembongkaran).
Perubahan-perubahan yang terjadi pada anabolisme dan juga katabolisme dapat dipercepat dengan suatu zat yang disebut enzim.
B. ENZIM
Enzim adalah biokatalisator yang artinya dapat mempercepat reaksi-reaksi biologi tanpa mengalami perubahan stuktur kimia . dapat kita ketahui juga bahwa enzim terdiri atas bagian yang berupa protein dan bagian-bagian lain yang bukan protein. Bagian yang merupakan protein biasanya bersifat termolabil atau tidak tahan panas, yang disebut apoenzim. Bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus protestik, biasanya berupa logam seperti besi, tembaga, seng atau suatu bahan senyawa organik yang mengandung logam .
Ada pula enzim yang bagian apoenzim dan gugus prostetiknya tidak bersatu. Bagian gugus prostetik yang lepas disebut koenzim, yang bersifat aktif seperti halnya gugus prostetik. Contoh koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin.
1. Cara Kerja Enzim
Enzim bekerja spesifik, artinya enzim mempunyai fungsi yang khusus. Untuk perubahan zat tertentu diperlukan enzim tertentu. Cara kerja enzim ada dua macam, yaitu dengan model kunci gembok dan induksi pas.
2. Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Ada empat faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu temperatur, pH, konsentrasi, dan inhibitor.
C. KATABOLISME KARBOHIDRAT
Katabolisme disebut pula desimilasi, karena dalam proses ini energi yang tersimpan ditimbulkan kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan. Proses katabolisme yang akan dibahas adalah katabolisme di dalam sel hidup, yaitu respirasi sel.
1. Tahapan Respirasi Sel
Pengubahan glukosa menjadi CO2 dan H2O dapat dibagi menjadi empat tahap, yaitu glikolisis, reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif/oksidasi piruvat), siklus Krebs, dan transpor elektron.
a. Glikolisis
Glikolisis adalah rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP. Sifat-sifat glikolisis ialah :
1) dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob
2) dalam glikolisis terdapat kegiatan enzimatis, ATP (adenosin trifosfat) dan ADP (adenosin difosfat)
3) ADP dan ATP berperan dalam pemindahan fosfat dari molekul satu ke molekul lain
b. Reaksi Antara/Oksidasi Piruvat
Glikolisis menghasilkan asam piruvat. Asam piruvat ini akan dioksidasi dan menghilangkan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat (karbon hilang dalam bentuk CO2). Reaksi ini menghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok asetil dan mengubah NAD+ menjadi NADH. Di akhir reaksi, kelompok asetil fragmen berkarbon 2 bergabung dengan kofaktor koenzim A (KoA) sehingga membentuk senyawa asetil KoA. Pengubahan asam piruvat menjadi asetil KoA merupakan persimpangan jalan untuk menuju berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian memasuki siklus Krebs.
c. Siklus Krebs
Siklus Krebs berlangsung di matriks mitokondria. Fragmen berkarbon dua asetil-KoA memasuki siklus, dan 2 molekul CO2 serta 8 elektron dilepaskan dalam siklis tersebut. Siklus Krebs terdiri dari 9 rangkaian reaksi yaitu kondensasi, isomerasi, oksidasi pertama, oksidasi kedua, fosforilasi, oksidasi ketiga, pembentukan kembali oksaloasetat.
Produk Siklus Krebs
Siklus Krebs menghasilkan 2 molekul ATP per molekul glukosa, sama dengan yang dihasilkan oleh glikolisis. Siklus Krebs juga menghasilkan banyak elektron yang dapat diberikan ke rantai transpor elektron untuk menyintesis lebih banyak ke ATP.
d. Transpor Elektron
Pada sistem transpor elektron, berlangsung pengepakan energi dari glukosa menjadiATP. Reaksi ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Hidrogen dari siklus Krebs yang tergabung dalam FADH2 dan NADH, dirubah menjadi elektron dan proton. Untuk transpor satu molekul NADH melewati membran mitokondria diperlukan 1 ATP sehingga untuk 2 molekul NADH diperlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah ATP yang dihasilkan dari glikolisis berkurang dua. Jadi jumlah total ATP dari respirasi aerobik adalah 38 – 2 = 36 ATP.
2. Respirasi Aerob dan Respirasi Anaerob
Respirasi aerob ialah suatu proses pernapasan yang membutuhkan oksigen dari oksigen dari udara. Pada umumnya, jika konsentrasi oksigen di dalam udara menyimpang sedikit dari 20%, pengaruhnya terhadap respirasi tidak tampak.
Respirasi anaerob disebut juga fermentasi atau respirasi intramolekul. Tujuan fermentasi sama dengan respirasi aerob yaitu mendapatkan energi. Hanya saja, energi yang dihasilkan dalam respirasi anaerob jauh lebih sedikit daripada respirasi anaerob jauh lebih sedikit daripada respirasi aerob. Pada respirasi aerob maupun anaerob, asam piruvat hasil proses glikolisis merupakan substrat.
D. ANABOLISME KARBOHIDRAT
Salah satu contoh peristiwa anabolisme karbohirat adalah fotosíntesis. Fotosíntesis adalah proses pengubahan zat organik (karbohidrat) dengan pertolongan cahaya. Organel yang berperan dalam fotosintesis adalah kloroplas. Di dalam kloroplas inilah penyerapan sinar oleh klorofil dimulai pada proses fotosíntesis. Kloroplas dibungkus oleh dua lapisan (membran). Membran dlam berupa suatu membran yang kompleks. Pada membran ini terdapat beberapa lapisan kantong yang rata, disebut granum. Di dalam seluruh granum terdapat larutan protein yang disebut stroma.
1. Tahap-Tahap Fotosintesis
Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas berlangsung melalui dua tahap reaksi yaitu, reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya).
a. Reaksi Terang
Reaksi terang terjadi jika ada cahaya, misalnya cahaya matahari. Selama tahap ini, klorofil di dalam membran granum menyerap cahaya merah dan nila yang memiliki gelombang panjang. Energi ditangkap oleh klorofil dan digunakan untuk memecah molekul air. Pemecahan ini disebut fotolisis.
b. Reaksi Gelap
Blackman adalah ilmuwan yang membuktikan bahwa reduksi CO2 menjadi CH2O berlangsung tanpa cahaya. Reaksi gelap ini juga berlangsung siang hari pada stroma. Reaksi gelap disebut pula reaksi Blackman atau reduksi CO2.
2. Kemosintesis
Selain peristiwa fotosíntesis ada pula peristiwa asimilasi dengan zat kimia sebagai sumber energinya, yang disebut dengan istilah kemosintesis. Organisme pelakunya disebut organisme kemosintetik atau kemoautotrof.
SOAL LATIHAN
1. Aktivitas hidup yang selalu terjadi pada sel hidup adalah . . .
a. anabolisme c. katabolisme e. metabolisme
b. fotosintesis d. kemosintesis
jawab : E
2. Metabolisme berasal dari kata metabole, yang artinya . . .
a. berwujud c. berubah e. bermakna
b. berada d. bertambah
jawab : C
3. Anabolisme juga merupakan proses metabolisme atau disebut. . .
a. penyusunan c. pembongkaran e. penyediaan
b. persiapan d. penyerbukan
jawab : A
4. Zat yang dapat mempercepat proses metabolisme adalah . . .
a. asam b. cuka c. enzim d. air e. oksigen
jawab : C
5. Enzim terdiri dua bagian yaitu berupa protein dan bukan protein, yang berupa protein disebut juga . . .
a. koenzim b. apoenzim c. holoenzim d. enzim e. gugus prostetik
jawab : B
6. Bagian enzim yang bukan protein adalah. . .
a. koenzim b. apoenzim c. holoenzim d. enzim e. gugus prostetik
jawab : E
7. Enzim bekerja secara spesifik yang artinya memiliki fungsi yang . . .
a. umum b. besar c. sulit d. khusus e. sesungguhnya
jawab : D
8. Proses pembongkaran dalam metabolisme disebut juga . . .
a. penyusunan c. pembongkaran e. penyediaan
b. persiapan d. penyerbukan
jawab : C
9. Rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH adalah. . .
a. glikolisis c. siklus Krebs e. transpor elektron
b. respirasi d. anabolisme
jawab : A
10. Glikolisis berlangsung di dalam . . .
a. matriks mitokondria c. membran dalam mitokondria e. grana
b. stroma d. protoplasma
jawab : D
11. Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob merupakan. . . glikolisis
a. syarat-syarat c. sifat-sifat e. cara-cara
b. hasil-hasil d. definisi
jawab : C
12. Siklus Krebs terjadi di . . .
a. matriks mitokondria c. membran dalam mitokondria e. grana
b. stroma d. protoplasma
jawab : A
13. Siklus krebs terdiri dari . . . rangkaian reaksi
a. 3 b. 6 c.7 d. 8 e. 9
jawab : E
14. Siklus Krebs menghasilkan . . . ATP
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5
jawab : B
15. Transpor elektron terjadi di dalam . . .
a. matriks mitokondria c. membran dalam mitokondria e. grana
b. stroma d. protoplasma
jawab : C
16. Suatu proses pernapasan yang membutuhkan oksigen dari udara adalah . . .
a. pernapasan c. respirasi sel e. fotosintesis
b. respirasi aerob d. respirasi anaerob
jawab : B
17. Fermentasi disebut juga . . .
a. pernapasan c. respirasi sel e. fotosintesis
b. respirasi aerob d. respirasi anaerob
jawab : D
18. proses pengubahan zat organik (karbohidrat) dengan pertolongan cahaya merupakan proses . . .
a. pernapasan c. respirasi sel e. fotosintesis
b. respirasi aerob d. respirasi anaerob
jawab : E
19. Reaksi yang memerlukan cahaya disebut juga . . .
a. reaksi gelap c. fotolisis e. fotosintesis
b. reaksi glikolisis d. reaksi terang
jawab : D
20. Reaksi yang tidak memerlukan cahaya disebut juga. . .
a. reaksi gelap c. fotolisis e. fotosintesis
b. reaksi glikolisis d. reaksi terang
jawab : A
Tidak ada komentar:
Posting Komentar