Hai, Quipperian!
Pernahkah kamu mendengar tentang metabolisme? Metabolisme adalah keseluruhan reaksi kimia dalam sel yang melibatkan enzim di dalam tubuh makhluk hidup dengan tujuan untuk menghasilkan energi. Nantinya, energi yang dihasilkan akan memiliki banyak kegunaan dalam aktivitas hidupnya. Hal ini menyangkut proses bernapas dan menghasilkan zat sisa.
Ternyata, kelancaran metabolisme sangat diperlukan oleh tubuh kita, lho. Dengan metabolisme yang lancar, kita bisa memiliki berat badan yang terkontrol, sirkulasi darah yang lancar, mood yang baik, kulit yang selalu remaja, sistem imun yang baik, dan lebih banyak energi. Whoa, banyak juga, ya!
Ternyata, kita juga mempelajari metabolisme pada mata pelajaran Biologi. Yuk, kita kenalan dengan proses penting pada makhluk hidup ini! Metabolisme menghasilkan reaksi yang dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
Anabolisme
Anabolisme merupakan proses asimilasi yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Proses ini berlangsung dengan menggunakan energi dari luar, dapat berupa energi cahaya maupun energi kimia. Contoh dari proses anabolisme yaitu:
-
Fotosintesis
Fotosintesis merupakan reaksi penyusunan karbohidrat pada makhluk hidup yang memiliki klorofil dari lingkungan dengan menggunakan energi cahaya.
-
Kemosintesis
Kemosintesis merupakan reaksi penyusunan yang biasanya terjadi pada mikro organisme dari lingkungan dengan menggunakan energi kimia.
-
Katabolisme
Katabolisme merupakan proses disamilasi (penguraian atau pemecahan) molekul-molekul organik zat makanan yang semula kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Contoh dari proses katabolisme yaitu:
-
Respirasi
Respirasi adalah proses dekomposisi—menggunakan oksigen (respirasi aerob) maupun tidak (respirasi anaerob)—dari senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Dalam proses ini, sejumlah energi dibebaskan. Di samping itu, terdapat juga respirasi yang hasil akhirnya berupa CO2 dan H2O (respirasi sempurna) dan respirasi yang hasil akhirnya berupa senyawa organik (respirasi tidak sempurna).
-
Respirasi Aerob
Respirasi ini melibatkan O2 sebagai akseptor elektron terakhir. Dilihat dari jalur reaksinya, respirasi aerob terdiri dari empat tahap, yaitu:
-
-
- Glikolisis
-
Pada tahap ini, terjadi pemecahan glukosa beratom karbon 6 menjadi asam piruvat beratom karbon 3 di dalam sitoplasma. Tidak hanya itu, pada tahap ini juga dihasilkan dua molekul NADH dan dua ATP jika tumbuhan dalam keadaan normal atau tiga ATP jika tumbuhan dalam keadaan stres atau sedang aktif tumbuh. ATP ini dibentuk melalui reaksi fosforilasi tingkat subtrat.
-
-
- Dekarboksilasi Oksidatif
-
Pada tahap ini, asam piruvat bereaksi dengan coenzym-A lalu membentuk asetil Co-A sekaligus melepaskan CO2, sehingga disebut dekarbosilasi. Tahap ini menghubungkan glikolisis dengan daur Krebs. Hasil dari dekarboksilasi oksidatif adalah dua asetil Co-A, dua NADH, dan dua CO2.
-
-
- Daur Krebs
-
Tahap yang disebut juga daur asam sitrat ini berlangsung di dalam matriks mitokondria. Hasil dari daur Krebs adalah senyawa yang berfungsi sebagai penyedia kerangka karbon bagi sintesis senyawa lain, tiga NADH, satu FADH2, dan satu ATP untuk setiap satu asam piruvat. Senyawa NADH dan FADH2 kemudian akan dioksidasi dalam sistem transpor elektron untuk menghasilkan ATP.
-
-
- Sistem transpor elektron
-
Sistem ini terdiri atas suatu rantai pembawa elektron yang tersusun dari NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Sistem ini berlangsung pada bagian membran di dalam mitokondria (kristae) dengan tujuan untuk mengoksidasi senyawa NADH dan FADH2 guna menghasilkan ATP.
-
Respirasi Anaerob
Respirasi ini terjadi pada organisme yang tidak memerlukan oksigen. Bahkan, kehadiran oksigen memberi dampak negatif pada beberapa organisme anaerob obligat. Namun, adapula organisme fakultatif anaerob yang akan bersifat aerob saat oksigen tersedia dan anaerob saat oksigen tidak tersedia.
Karena tidak adanya oksigen, daur Krebs dan sistem transpor elektron tidak berlangsung pada respirasi anaerob. Hal ini menyebabkan asam piruvat yang terbentuk di sitoplasma akan difermentasi menjadi alkohol atau asam laktat.
-
Fermentasi
Serupa dengan respirasi, fermentasi adalah proses penguraian senyawa organik oleh enzim yang dihasilkan oleh mikroba. Fermentasi dapat berlangsung secara aerob ataupun anaerob. Berikut merupakan contoh dari fermentasi:
-
- Fermentasi alkohol
Pada fermentasi ini, asam piruvat mengalami dekarbolisasi menjadi asetaldehid (etanal) kemudian dibebaskan satu molekul CO2. Asetaldehid ini lalu direduksi oleh NADH menjadi etanol.
C6H12O6 → 2 C2H2OH + 2 CO2 + 2 ATP
Glukosa Etanol
-
- Fermentasi asam laktat
Pada fermentasi ini, asam piruvat menerima hidrogen dari NADH secara langsung dan membentuk laktat. Fermentasi ini terjadi pada sel-sel hewan, termasuk manusia, yang bekerja terlalu berat dan menimbulkan rasa pegal atau kelelahan.
CH2COCOOH → CH2CHOHCOOH + 2 ATP
Piruvat Asam laktat
Wah, ternyata proses metabolisme yang terjadi ini memiliki tahapan kompleks, nih. Selalu semangat dalam mempelajari ilmu biologi ya, Quipperian! Semoga pembahasan ini juga dapat membantu studimu!
Penulis: Evita