Downloaded 20 times
Uploaded byMaulana Sakti
Respirasi Seluler
Dokumen tersebut merangkum proses respirasi selular yang terdiri dari tiga tahapan utama yaitu glikolisis, siklus asam sitrat, dan fosforilasi oksidatif. Tahapan-tahapan tersebut bekerja sama untuk mengoksidasi bahan bakar seperti glukosa menjadi karbon dioksida dan air serta menghasilkan ATP sebagai sumber energi utama bagi sel. Seluruh proses ini berlangsung di dalam mitokondria dan melibatkan transfer
More Related Content
Respirasi Seluler
- 1. Respirasi Selular Mata Kuliah BotaniFarmasi I Drs. Suryadi Ahmad, M.Sc., Apt.
- 2. Energi cahaya EKOSISTEM Fotosintesis di kloroplas Respirasi selular dimitokondria CO2 H2O O2 Molekul organik ATP memberikan tenaga bagi sebagian besar kerja selular ATP Energi panas
- 3. • Respirasi selularmencakup proses aerob dan anaerob. Tetapi, istilah tersebut sering dimaksudkan kepada respirasi aerob • Walaupun karbohidrat, lemak, maupun protein dapat diproses dan dikonsumsi sebagai sumber energi, ada baiknya mempelajari langkah- langkah respirasi selular dengan menelusuri penguraian gula glukosa C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Energi (ATP + panas)
- 4. Oksidasi Molekul BahanBakar-Organik Selama Respirasi Selular • Selama respirasi selular, bahan bakar (contohnya glukosa) teroksidasi, and O2 tereduksi teroksidasi tereduksi
- 5. Tahapan Respirasi Selular •Terdiri dari tiga tahapan: – Glikolisis (memecah glukosa menjadi dua molekul senyawa piruvat) – Siklus Asam Sitrat (menyelesaikan penguraian glukosa dengan cara mengoksidasi turunan piruvat) – Fosforilasi Oksidatif (menghasilkan ATP dengan menggunakan hasil oksidasi piruvat sebagai bahan bakar)
- 6. Elektron diangkut melalui NADH Elektron diangkut melalui NADH danFADH2 Siklus Asam Sitrat Oksidasi piruvat Asetil KoA Glikolisis Glukosa Piruvat Fosforilasi Oksidatif: Transpor Elektron dan Kemiosmosis SITOSOL MITOKONDRIA ATP ATP ATP Fosforilasi tingkat-substrat Fosforilasi tingkat-substrat Fosforilasi Oksidatif
- 7. • Proses yangmenghasilkan sekitar 90% ATP yang diproduksi oleh respirasi adalah fosforilasi oksidatif yang memperoleh tenaga dari reaksi- reaksi redoks dalam rantai transpor elektron • ATP dalam jumlah yang lebih sedikit dibentuk pada glikolisis dan siklus asam sitrat • Untuk setiap molekul glukosa yang didegradasi menjadi karbon dioksida dan air melalui respirasi, sel membuat sekitar 32 molekul ATP
- 8. Glikolisis memanen energikimia dengan cara mengoksidasi glukosa menjadi piruvat • Glikolisis (“pemecahan gula”) memecah glukosa menjadi dua molekul piruvat • Glikolisis terjadi di sitoplasma dan memiliki dua fase: – Fase investasi energi – Fase pembayaran energi • Terjadinya glikolisis tidak tergantung dari ada atau tidaknya O2
- 9. Glikolisis: Fase InvestasiEnergi ATP ATP Glukosa Glukosa-6-fosfat Fruktosa-6-fosfat Fructosa-1,6-bisfosfat Dihidroksiaseton fosfat Gliseraldehid- 3-fosfat Ke langkah 6 ADP ADP Heksokinase Fosfogluko- isomerase Fosfo- fruktokinase Aldolase Isomerase 1 2 3 4 5
- 10. Glikolisis: Fase PembayaranEnergi 2 ATP 2 ATP 2 NADH 2 NAD + 2 H 2 P i 2 ADP 1,3-Bisfosfo- gliserat 3-Fosfo- gliserat 2-Fosfo- gliserat Fosfoenol- piruvat (PEP) Piruvat 2 ADP 2 2 2 2 H2O Fosfo- gliserokinase Fosfo- gliseromutase Enolase Piruvat kinase 6 7 8 9 10 Triosa fosfat dehidrogenase
- 11. Siklus asam sitratmenyelesaikan oksidasi molekul organik yang menghasilkan energi • Jika ada O2, piruvat memasuki mitokondria (dalam sel eukariot) tempat dimana oksidasi glukosa diselesaikan • Sebelum siklus asam sitrat dimulai, piruvat harus dikonversi menjadi senyawa asetil koenzim A (asetil KoA), proses ini merupakan persambungan antara glikolisis dan siklus asam sitrat • Diselesaikan oleh suatu kompleks multienzim yang mengkatalisis tiga reaksi
- 12. Piruvat Protein transpor SITOSOL MITOKONDRIA CO2 KoenzimA NAD + HNADH Asetil KoA 1 2 3
- 13. • Siklus asamsitrat, juga disebut dengan Siklus Krebs, menyelesaikan pemecahan piruvat menjadi CO2 • Siklus ini menghasilkan 1 ATP, 3 NADH, and 1 FADH2 per sekali putaran • Siklus ini memiliki delapan langkah, yang masing-masing dikatalisis oleh suatu enzim spesifik • Gugus asetil pada asetil KoA bergabung ke dalam siklus dengan cara berkombinasi dengan senyawa oksaloasetat, membentuk sitrat • Ketujuh langkah berikutnya menguraikan sitrat kembali menjadi oksaloasetat, menjadikan proses ini sebagai suatu siklus • NADH dan FADH2 yang diproduksi meneruskan elektron-elektron yang diekstraksi dari makanan ke rantai transpor elektron, menyuplai energi yang dibutuhkan untuk fosforilasi ADP menjadi ATP Siklus Asam Sitrat
- 14. Piruvat (dari glikolisis, 2 molekulper glukosa) NAD NADH + H Asetil KoA CO2 KoA KoA KoA 2 CO2 ADP + P i FADH2 FAD ATP 3 NADH 3 NAD Siklus Asam Sitrat + 3 H
- 15. NADH 1 Asetil KoA Sitrat Isositrat -Ketoglutarat Suksinil KoA Suksinat Fumarat Malat Siklus Asam Sitrat NAD NADH NADH FADH2 ATP + H +H + H NAD NAD H2O H2O ADP GTP GDP P i FAD 3 2 4 5 6 7 8 CoA-SH CO2 CoA-SH CoA-SH CO2 Oksaloasetat
- 16. Selama fosforilasi oksidatifkemiosmosis menggandengkan transpor elektron dengan sintesis ATP • Hasil dari glikolisis dan siklus asam sitrat yang menampung sebagian besar energi yang diekstraksi dari glukosa adalah NADH dan FADH2 • Kedua pembawa elektron ini menautkan glikolisis dan siklus asam sitrat ke mesin fosforilasi oksidatif, yang menggunakan energi yang dilepaskan oleh rantai transpor elektron untuk memberikan tenaga bagi sintesis ATP
- 17. Jalur Transpor Elektron •Rantai transpor elektron adalah sekumpulan molekul yang tertanam di dalam membran-dalam mitokondria sel eukariot (pada prokariot, molekul-molekul tersebut terdapat di dalam membran plasma) • Sebagian besar komponen rantai tersebut adalah protein yang terdapat sebagai kompleks multiprotein • Pembawa elektron secara bergantian tereduksi dan teroksidasi saat menerima dan menyumbangkan elektron • Kejatuhan elektron dari makanan ke oksigen menguraikan penurunan energi-bebas dalam jumlah besar menjadi serangkaian energi yang dapat dikelola oleh sel • Proses ini berlanjut ke kemiosmosis
- 18. NADH FADH2 2 H +1/2 O2 2 e 2 e 2 e H2O NAD Kompleks multiprotein (berasal dari NADH atau FADH2) I II III IV 50 40 30 20 10 0 Energibebas(G)relatifterhadapO2(kkal/mol) FMN FeS FeS FAD Q Cyt b Cyt c1 Cyt c Cyt a Cyt a3 FeS
- 19. • Elektron ditransferdari NADH atau FADH2 ke kompleks molekul pada rantai transpor elektron • Elektron diteruskan ke molekul-molekul yang ada pada rantai transpor elektron termasuk sitokrom berlanjut ke O2 • Transpor elektron tidak membuat ATP secara langsung • Proses menguraikan penurunan energi-bebas dalam jumlah besar menjadi serangkaian energi yang dapat dikelola oleh sel dan digunakan untuk membentuk ATP pada kemiosmosis
- 20. Kemiosmosis • Transfer elektronpada rantai transpor elektron mengakibatkan protein-protein tersebut memompa H+ dari matriks mitokondria ke ruang antar membran • Lalu H+ kembali lagi ke matriks mitokondria melewati ATP sintase • ATP sintase menggunakan energi aliran H+ tersebut untuk melakukan fosforilasi ATP • Mekanisme ini merupakan contoh dari kemiosmosis, menggunakan energi dari gradien H+ untuk melakukan kerja sel
- 21. Kompleks protein pembawa elektron (membawa elektron dari makanan) Rantaitranspor elektron Fosforilasi oksidatif Kemiosmosis Sinta- se ATP I II III IV Q Cyt c FADFADH2 NADH ADP P i NAD H 2 H + 1/2O2 H H H 21 H H2O ATP
- 22. RUANG ANTARMEMBRAN Rotor Stator H Tangkai internal Knop katalitik ADP + P iATP MATRIKS MITOKONDRIA
- 23. • Energi yangtersimpan dalam bentuk gradien H+ di kedua sisi membran digunakan untuk menggerakkan kerja selular berupa sintesis ATP • Gradien H+ yang dihasilkan disebut sebagai gaya gerak proton (proton-motive force), dengan menekankan pada kapasitas gradien untuk melakukan kerja
- 24. Perhitungan Produksi ATPMelalui Respirasi Selular • Selama respirasi selular, sebagian besar energi mengalir dalam urutan sebagi berikut: glukosa NADH rantai transpor elektron gaya-gerak proton ATP • Sekitar 34% energi potensial kimia dalam glukosa telah ditransfer ke ATP, menghasilkan 32 ATP
- 25. Wahana ulang-alik elektron merentangdi membran MITOKONDRIA 2 NADH 2 NADH 2 NADH 6 NADH 2 FADH2 2 FADH2 atau 2 ATP 2 ATP sekitar 26 or 28 ATP Glikolisis Glukosa 2 Piruvat Oksidasi Piruvat 2 Asetil KoA Siklus Asam Sitrat Fosforilasi Oksidatif: Transpor Elektron dan Kemiosmosis SITOSOL Makimum per glukosa: Sekitar 30 or 32 ATP
- 26.