Metabolisme

Metabolisme merupakan proses keseluruhan reaksi kimia yg melibatkan pergeseran energi & enzim dlm tubuh makhluk hidup. Berdasarkan kebutuhan energinya, proses metabolisme terbagi menjadi dua, yaitu:

1. 1. Katabolisme, yakni energi yg dihasilkan pada dikala tubuh mencerna molekul kompleks menjadi lebih sederhana.
   2. Anabolisme, yaitu energi yg diharapkan untuk membentuk senyawa dr sederhana menuju yg lebih kompleks.

Katabolisme

Merupakan proses pemecahan molekul kompleks (mengandung energi tinggi) menjadi molekul lebih sederhana (mengandung energi lebih rendah). Proses katabolisme bermaksud untuk menghasilkan energi yg terkandung dlm suatu senyawa. Berdasarkan keberadaaan oksigen proses katabolisme dibedakan menjadi dua, yaitu respirasi & fermentasi. Respirasi merupakan proses katabolisme yg terjadi dlm kondisi oksigen yg cukup (aerob), sedangkan fermentasi merupakan proses katabolisme yg terjadi dlm keadaan tak ada oksigen (anaerob).

1. Respirasi Aerob

Repirasi merupakan proses yg menghasilkan energi menggunakan oksigen dr senyawa organik kompleks menjadi senyawa lebih sederhana. Respirasi aerob terjadi melalui empat tahap, yaitu:

1. Glikolisis, yakni proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat.
2. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, yakni perombakan asam piruvat menjadi asetil Ko-A.
3. Daur asam sitrat, yaitu siklus yg menciptakan energi dgn merombak asetil Ko-A menjadi peserta elektron.
4. Transfer elektron, yaitu mekanisme pembentukan energi & menghasilkan produk sampingan berbentukair.

No.	Tahapan	Bahan	Tempat	Hasil
1.	Glikolisis	Glukosa	Sitosol	2 ATP; NADH; 2 Asam Piruvat
	Tahapan Glikolisis Sumber gambar: Campbell, N.A., et al. (2006)
2.	Dekarboksilasi oksidatif	Asam Piruvat	Matriks mitokondria	2 Asetil Ko-A; 2CO2; 2NADH
	Tahapan Dekarboksilasi Oksidatif Sumber gambar: Campbell, N.A., et al. (2006).
3.	Siklus Krebs	Asetil Ko-A	Matriks mitokondria	6NADH; 2FADH2; 4 CO2
	Tahapan Siklus Krebs Sumber gambar: Campbell, N.A., et al. (2006).
4.	Transport elektron	NADH & FADH2	Membran dlm mitokondria	32 ATP; 6H20
	Tahapan Transport Elektron Sumber: Campbell, N.A., et al. (2006).

2. Fermentasi (Respirasi Anaerob)

Fermentasi merupakan proses pergeseran glukosa yg terjadi pada lingkungan anaerob, meliputi glikolisis & pembentukan NAD. Fermentasi dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. Fermentasi Alkohol, merupakan proses pemecahan asam piruvat menjadi asetaldehid kemudian menjadi etanol.
2. Fermentasi Asam Laktat, merupakan fermentasi glukosa menjadi asam laktat.

Hubungan Katabolisme antara Karbohidrat, Protein, & Lemak

Katabolisme merupakan rangkaian pemecahan karbohidrat yg melibatkan banyak tahapan. Tahap pertama yaitu glikoslisis. Glikolisis merupakan proses yg menciptakan asam piruvat dr perombakan karbohidrat di dlm sel. Dalam prosesnya glikolisis dibantu oleh beberapa enzim pencernaan. Asam privut akan masuk ketahapan ke dua yakni tahap dekarboksilasi oksitadif yg menghasilkan produk simpulan berbentukAsetil Ko – A. Asetil Ko – A kemudian berikutnya akan masuk ke silklus krebs menghasilakn NADH & ATP. Dengan demikian karbohidrat yg terdapat dlm badan dapat dimanfaatkan selaku sumber energi alasannya adalah sudah dirombak menjadi molekul sederhana (ATP).

• Hubungan Katabolisme Karbohidrat dgn Protein

Protein yg terdapat didalam badan tersusun dr molekul yg kompleks sehingga tak dapat dipakai selaku energi. Maka dr itu, protein harus dicerna apalagi dahulu menjadi asam amino. Dengan santunan enzim, asam amino mampu masuk ke rangkaian proses glikolisis sehingga meningkatkan produksi asam piruvat yg dilanjutkan menuju siklus krebs. Sedangkan, asam amino yg tak masuk kedalam siklus krebs, akan mengalami deaminasi & membentuk NH₃. NH₃ yang tak terserap dlm tubuh akan dikeluarkan dlm bentuk urin.

• Hubungan Katabolisme Karbohidrat dgn Lemak

Lemak mengandung banyak atom hidrogen sehingga lemak dijadikan sumber energi utama dlm tubuh. Namun untuk dapat dimanfaatkan menjadi energi lemak mesti di rombak menjadi molekul yg lebih sederhana. Hidrolisis lemak yaitu tahapan untuk memecah lemak menjadi gliserol & asam lemak & dlm bentuk inilah lemak gres bisa dipakai sebagai energi. Gliserol dapat masuk kerangkaian glikolisis dlm bentuk gliseraldehid 3 forsfat (G3P) sehingga produksi asam piruvat akan bertambah, disamping itu asam lemak pula mampu masuk ke dlm siklus Krebs sehabis mengalami beta-oksidasi menjadi Asetil Ko-A. Dengan demikian sumber bahan siklus Krebs bertambah & ATP untuk dipakai selaku energi kian banyak.

Anabolisme

Anabolisme yaitu proses pembentukan atau penyusunan senyawa kompleks dr senyawa yg lebih sederhana. Dibutuhkan energi untuk melaksanakan anabolisme. Berikut merupakan sumber energi & cara energi tersebut digunakan dlm Anabolisme:

1. Fotosintesis

Fotosintesis merupakan kejadian pembentukan karbohidrat dr bahan dasar berupa air & karbondioksida. Untuk melakukan fotosintesis energi berasal dr cahaya sinar matahari. Fotosintesis terjadi pada klorofil pada tanaman. Klorofil adalah pigmen warna yg dapat menangkan energi dr cahaya matahari. Berikut yakni reaksi yg terjadi dikala fotosintesis:

Fotosintesis berlangsung dlm 2 tahap reaksi, yaitu:

• Reaksi terang

Reaksi jelas adalah tahapan dimana terjadi penangkapan energi cahaya (foton) oleh klorofil yg terdapat pada kloroplas. Reaksi terperinci hanya mampu terjadi apabila terdapat sinar matahari. Reaksi terang terjadi pada membran tilakoid. Proses pada reaksi terang meliputi:

1. Foton diserap oleh kloroplas & dirubah menjadi energi yg dapat menggerakan elektron.
2. Molekul air dipecah yg mengakibarkan elektron, hidrogen & oksigen terlepas dr molekul tersebut. Proses ini disebut dgn fotolisis air.
3. Hidrogen yg terlepas akan bergabung membentuk NADP & terjadi proses sintesis ATP.
4. NADPH & ATP yg terbentuk merupakan bahan yg akan masuk ke tahapan reaksi gelap. Sedangkan sebagian oksigen dilepas & dipakai untuk katabolisme.

• Reaksi gelap

Reaksi gelap adalah tahapan lanjutan dr reaksi terang. Reaksi gelap dapat terjadi tanpa derma energi dr cahaya matahari. Reaksi gelap disebut pula dgn siklus Calvin – Benson atau siklus Calvin.  Tempat terjadinya reaksi gelap yakni pada stroma. Proses pada reaksi gelap meliputi:

1. Reaksi gelap dimulai saat karbondioksida difikasasi oleh RuBP (Ribulosa BiPhospat) menjadi senyawa 6 carbon.
2. Senyawa 6 karbon dipecah menjadi 2 fosfogliserat (PGA).
3. PGA menerima gugus P dr ATP & elektron dr NADPH, sehingga mengganti menjadi 12 PGAL.
4. 2 PGAL berkondensasi menjadi glukosa 6 phospat, sedangkan 12 PGAL menyusut menjadi 10 PGAL untuk Kembali ke tahap awal menjadi RuB.
5. Kemudian, Glukosa 6 phospat digunakan untuk membentuk karbohidrat final fotosintesis.

2. Kemosintesis

Kemosintesis merupakan peristiwa sintesis senyawa organik dr senyawa organik melalui suatu reaksi kimia tertentu. Organisme yg mampu melaksanakan kemosintesis adalah basil kemoautotrof (kuman yg tak memiliki klorofil).

Berikut ialah teladan kemosintesis pada beberapa makhluk hidup.

• Kemosintesis oleh Bakteri Nitrifikasi

Bakteri nitrifikasi dapat mengoksidasi ammonia menjadi nitrit. Contoh bakteri nitrifikasi yaitu: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter, & Bactoderma.

• Kemosintesis oleh Bakteri Belerang

Logam sulfida mampu dioksidasi menjadi sulfur oleh bakteri belerang. Selain logam sulfida bakteri ini pula mampu memanfaatkan endapan sulfur untuk dioksidasi & dijadikan energi. Contoh bakteri sulfur, yakni Beggiatoa & Thiospirillum.

• Kemosintesis oleh Bakteri Besi

Kemampuan banteri ini yaitu mengoksidasi ion ferro menjadi ion ferri. Contoh bakteri besi yakni Leptothrix, Crenothrix, Cladothrix dll.

2Fe + H₂O + O 2Fe(OH)₃ + 4CO₂ + Energi

4FeCO₃ + O₂ + 6H₂O 4Fe(OH)₃ + 4CO₂ + Energi

• Kemosintesis Bakteri Hidrogen

Bacillus panctotrophus adalah pola dr bakteri hidrogen. Hidrogen bebas mampu dioksidasi oleh basil tersebut selaku sumber energi.

• Kemosintesis Bakteri Metana

Methanonas ialah pola dr basil metana. Sumber energi bagi kuman ini yaitu metana. Metana mampu dioksidasi menjadi karbondioksida & dapat dimanfaatkan selaku sumber energi.

Artikel: Metabolisme

Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si.

Alumni Biologi FMIPA UI

Lihat pula materi Biologi lainnya di Sosiologiku.com:

• Ekosistem
• Sistem Ekskresi
• Sistem Pernapasan