Proses Penting dalam Respirasi Sel – Respirasi sel adalah sebuah proses dimana sumber energi yang tersimpan melakukan pembebasan energi yang berlangsung secara kimiawi dengan bantuan oksigen.
Proses tersebut nantinya akan menghasilkan Adenosin Trifosfat (ATP) yang akan menjadi energi untuk proses lainnya seperti osmosis, anabolisme, pertumbuhan, dan aktivitas gerak.
Proses respirasi sel terbagi dalam dua macam yaitu berlangsung dengan oksigen (aerob) dan tanpa oksigen (anaerob). Respirasi aerob merupakan respirasi sel pemecah molekul dan pelepasan ATP yang berlangsung menggunakan oksigen.
Proses ini dianggap sebagai proses penting dalam respirasi karena bersifat lebih efisien dalam menghasilkan energi.
Pada umumnya, pembebasan energi tersebut terjadi pada glukosa dimana proses ini nantinya akan terjadi melalui empat proses penting dalam respirasi sel yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan sistem transpor elektron respirasi. (Baca Juga : Pengertian Respirasi Aerob dan Anaerob)
Glikolisis
Glikolisis adalah proses terjadinya pengubahan glukosa menjadi asam piruvat sebanyak dua molekul dimana proses akhirnya akan menghasilkan ATP dan NADH. (Baca Juga : Pengertian Glikolisis Aerobik)
Proses yang terjadi pada setiap sel mikroorganisme ini akan melewati beberapa tahapan penting yang berlangsung di sitoplasma dengan melibatkan enzim yang berbeda pula. Beberapa tahapan reaksi tersebut adalah:
- Terjadinya pengubahan glukosa menjadi 6-fosfat yang dibantu oleh enzim hexokinase dan energi ATP. Proses ini akan mengubah penyimpanan ATP tersebut menjadi ADP.
- Selanjutnya, glukosa 6-fosfat akan mengalami perubahan menjadi fruktosa 6-fosfat yang melewati proses katalisis oleh enzim fasfohexosa isomerase.
- Fruktosa 6-fosfat akan berubah menjadi fruktosa 1,6-bifosfat yang mengalami proses katalisis oleh enzim fosfofruktokinase dengan tambahan energi
- Fruktosa 1,6-bifosfat akan mengalami proses peluruhan menjadi gliseraldehida 3-fosfat dan dihidroksi oleh aseton fosfat dengan bantuan enzim aldolase.
- Sebuah molekul yang dihidroksi aseton fosfat akan berubah menjadi gliseraldehida 3-fosfat yang dibantu oleh enzim triosa fosfat isomerase. Proses ini memungkinkan akan terjadi sebaliknya.
- Gliseraldehida 3-fosfat akan berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat yang dibantu oleh enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase dimana proses akhirnya akan membentuk NADH.
- 1,3 bifosfogliserat akan berubah menjadi 3-fosfogliserat yang dibantu oleh enzim fosfogliserat kinase dimana energi dalam bentuk ATP akan dilepaskan.
- 3-fosfogliserat akan berubah menjadi 2-fosfogliserat yang dibantu oleh enzim fosfogliserat mutase.
- 2-fosfogliserat akan berubah menjadi fosfoenol piruvat yang dibantu oleh enzim enolase.
- Fosfoenolpiruvat akan berubah menjadi piruvat yang akan mengalami proses katalisis yang dibantu oleh enzim piruvat kinase dimana energi akan dihasilkan dalam bentuk ATP.
Dekarboksilasi Oksidatif
Langkah selanjutnya dalam proses respirasi sel adalah proses dekarboksilasi oksidatif dimana terjadinya pembentukan CO2 melalui tahapan reaksi oksidasi reduksi yang berlangsung pada mitokondria.
Pada proses ini, O2 berlaku sebagai penerima elektron. Asam piruvat yang terdapat pada proses glikolisis yaitu sebanyak 3 atom C akan berubah menjadi 2 atom C pada mitokondria yang disebut dengan Asetil Koenzim A.
Siklus Krebs
Siklus krebs merupakan proses lanjutan dari glikolisis yang sebelumnya mengalami proses sambungan pada tahap dekarboksilasi oksidatif. Proses ini akan berlangsung pada mitokondria yang akan menghasilkan sejumlah energi dari Asetil Koenzim.
Beberapa tahapan siklus Krebs diantaranya adalah:
- Asetil Ko-A akan memiliki keterikatan dengan oksaloasetat yang akan membentuk sitrat. Reaksi ini akan dibantu oleh enzim sitrat sintase yang berlangsung secara katalisis.
- Terjadi perubahan sitrat menjadi isositrat yang dibantu oleh enzim akonitase.
- Isositrat akan berubah menjadi alfa-ketoglurat dikarenakan bantuan enzim isositrat dehidrogenase. Pada reaksi ini akan terjadi pelepasan molekul CO2 lalu menghasilkan NADH.
- Alfa-ketoglurat akan berubah menjadi suksinil Ko-A yang dibantu oleh enzim alfa ketoglutarat dehidrogenase.
- Suksinil Ko-A akan berubah menjadi suksinat dengan bantuan enzim suksinil Ko-A sintetase. Reaksi ini akan menghasilkan GTP yang dapat diubah menjadi ATP.
- Suksinat akan berubah menjadi fumarat yang dibantu oleh enzim suksinat dehidrogenase yang akan menghasilkan FADH2.
- Fumarat akan berubah menjadi malat yang dibantu oleh enzim fumarase. Malat akan mengalami perubahan menjadi oksaloasetat yang dibantu oleh enzim malat dehidrogenase yang akan menghasilkan NADH.
Siklus Krebs akan memiliki hasil akhir yaitu ATP, NADH, FADH2, dan CO2 dimana nantinya karbondioksida akan dianggap sebagai sisa respirasi karena dikeluarkan dari tubuh. Sementara itu, ATP, NADH, dan FADH2 akan berguna sebagai energi untuk melangsungkan aktivitas sel selanjutnya.
Siklus Krebs merangkum beberapa poin penting kenapa proses ini dianggap sebagai tahapan yang krusial bagi proses respirasi sel.
Beberapa peran penting siklus Krebs adalah tahapan perubahan Asetil Koenzim dan mitokondri sebagai tempat berlangsungnya siklus ini.
Transportasi Elektron
Dalam proses ini akan berlangsung pemindahan elektron yang melalui sebagian molekul berupa protein. Elektron yang akan dipindahkan tersebut berasal dari energi yang terbentuk dari proses sebelumnya dimana proses selanjutnya akan berlangsung pada membran dalam mitokondria.
Molekul yang terdapat pada sistem transpor elektron terbagi dalam beberapa proses. Molekul pertama selaku penerima elektron berupa plavoprotein disebut flavin mononukleotida. Elektron tersebut akan dipindahkan secara berurutan melewati protein lainnya yaitu Fe-S (besi-sulfur), Q atau CoQ (ubiquinon), dan Cyst (sitokrom).
Pemindahan elektron pada proses ini akan menghasilkan 90% ATP dari total keseluruhan ATP selama proses respirasi sel berlangsung. Pada akhir proses sistem transpor elektron akan melibatkan oksigen sehingga terjadilah proses fosforilasi oksidasi.
