Katabolisme

by: Andersen


Katabolisme adalah rangkain reaksi kimia yang subsrat awalnya adalah molekul besar, dan produk akhirnya adalah molekul kecil. Dengan kata lain, katabolisme adalah rangkain reaksi yang bertujuan untuk pembongkaran atau penguraian suatu molekul. Biasanya reaksi ini bersifat eksergonik (menghasilkan energi)

Fungsi Katabolisme :

1. Menyediakan bahan baku untuk sintesis molekul lain.
2. Menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan berbagai aktivitas suatu sel.
Energi yang dilepaskan dari katabolisme disimpan sementara dalam bentuk energi fosfat (terutama ATP) dan energi elektron tinggi (NADH2 = nikotinamid adenin dinukleotida H2 dan FADH2 = flavin adenin dinukleotida H2). Semua energi-energi tersebut diperoleh dari proses respirasi yang akan dijelaskan berikut ini.

Respirasi

Respirasi, merupakan cara sel mendapatkan energi melalui adanya pembakaran. Anehnya, pembakaran di dalam sel dapat diibaratkan dengan pembakaran di luar sel secara fisika (seperti membakar lilin). Proses pembakaran lilin tentu saja membutuhkan oksigen dan menghasilkan energi panas. Namun dalam pembakaran sel, reaksi tersebut tidak menghasilkan panas karena dapat merusak protoplasma sel. Energi yang dilepaskan segera disimpan dalam bentuk ATP, sedangkan oksigen digunakan sebagai penerima elektron terakhir bersama proton pada hidrogen membentuk molekul air.

Jenis-jenis Respirasi:

1. Respirasi aerob secara sederhana yaitu pernafasan, karena dalam peristiwa respirasi terjadi pertukaran oksigen dengan karbon dioksida. Respirasi ini terjadi di paru-paru. Respirasi ini merupakan proses pembakaran zat makanan yang melibatkan oksigen dari pernafasan, untuk dipertukarkan dengan karbon dioksida dari organisme kepada lingkungannya. Dalam respirasi ini, oksigen digunakan untuk reaksi biokimia yang menghasilkan energi dari molekul makanan. Peristiwa respirasi terjadi di dalam organel mitokondria. Dalam respirasi ini, bahan makanan dioksidasi sempurna menjadi karbon dioksida dan air. Secara singkat respirasi aerob seperti ini

C6H12O6  +  6O2 ⇒ 6CO2  +  6H2O  +  36ATP

• Reaksi aerob terbagi menjadi 3 tahap, glikolisis, siklus Krebs, dan sistem transpor elektron.

1.1 Glikolisis

Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma sel. Pada tahap glikolisis, terjadi dua langkah reaksi, yaitu langkah memperlukan energi dan langkah melepaskan energi.

1.2 Siklus Krebs merupakan tahap kedua dari respirasi aerob. Nama siklus ini berasal dari orang yang menemukan secara rinci yaitu Hans Krebs siklus ini juga dapat disebut siklus asam sitrat. Reaksi ini memiliki tiga fungsi, yaitu menghasilkan NADH2, FADH2, dan 2 ATP.

1.3 Sistem transpor elektron

Sistem ini terjadi di bagian membran dalam mitokondria. NADH da FADH2 yang dihasilkan dari siklus Krebs dan glikolisis memberikan elektron dan H+ ke sistem transpor elektron. Oleh karena elektron bergerak melalui sistem transpor, maka H+ dipompa ke luar dari membran dalam mitokondria. Konsentrasi H+  di luar membran dalam mitokondria menimbulkan gradien elektron antara bagian luar dan bagian dalam membran dalam mitokondria. Akibatnya, ion H+ kembali menuju bagian dalam membran dalam mitokondria melalui ATP sintase.

2. Respirasi anaerob, merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai penerima elektron akhir pada saat pembentukan ATP. Pada respirasi anaerob juga menggunakan glukosa sebagai substrat. Reaksi ini merupakan proses fermentasi.

2.1 Fermentasi

Beberapa organisme yang melakukan fermentasi adalah bakteri dan protista yang hidup di rawa, lumpur, makanan yang diawetkan, atau tempat-tempat lain yang tidak mengandung oksigen. Pada manusia jenis respirasi ini jarang terjadi. Biasanya terjadi ketika sel-sel otot kita kekurangan oksigen, maka sel-sel tersebut akan berfermentasi. Tujuannya sama yaitu menghasilkan ATP, namun pada respirasi ini glukosa tidak terpecah sempurna sehingga jumlah ATP yang dihasilkan pun tidak sebanyak yang terjadi pada proses glikolisis.

Jenis – jenis fermentasi :

1. Fermentasi alkohol dilakukan oleh jamur ragi secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Asam privat akan difermentasi menjadi asetaldehid. NADH memberikan elektron dan hidrogen kepada asetaldehid, sehingga terbentuk produk akhir alkohol, yaitu etanol.

2. Fermentasi asam laktat terjadi pada otot manusia saat kerja keras dan persediaan oksigen kurang mencukupi. Pada fermentasi asam laktat ini, molekul asam piruvat hasil glikolisis menerima elektron dan hidrogen dari NADH. Transfer elektron dan hidrogen ini menghasilkan NAD+ kembali. Pada saat yang sama, asam piruvat diubah menjadi asam laktat menghasilkan 2 ATP

Perbandingan energi antara respirasi aerob dan fermentasi:

Perbedaan utama antara kedua respirasi tersebut terletak pada jumlah ATP yang dihasilkan. ATP yang dihasilkan respirasi aerob adalah 36 ATP untuk oksidasi satu molekul glukosa. Sebaliknya, dengan fermentasi hanya akan diperoleh total energi sebesar 2 ATP. Jadi energi respirasi aerob adalah 18 kali lipat lebih tinggi dibandingkan fermentasi. Hal ini disebabkan karena respirasi aerob merupakan katabolisme sempurnya yang menghasilkan CO2 + H2O

Soal Latihan       :

1. Mengapa fermentasi alkohol harus dilakukan diruang tertutup? Jelaskan berdasarkan jenis respirasi!

 -. Fermentasi alkohol merupakan proses respirasi anaerob. Hal ini berarti bahwa saat fermentasi alkohol dilakukan, sudah seharusnya dilakukan diruang tertutup. Oleh sebab itu sering kali diruang penyimpanan anggur fermentasi (wine) biasanya dibawah tanah dan diletakan didalam drum-drum.

Sumber: Aryulina, Diah. 2003. Biologi 3 Untuk SMU Kelas 3. Esis, Jakarta

BACK