8. metabolisme sel

METABOLISME SELMETABOLISME SEL METABOLISME Ciri khas kehidupan Merupakan proses transformasi (perubahan bentuk) energi Berlangsung di dalam sel organisme Rangkaian proses berjalan simultan (berurutan) Melibatkan proses kimia dan fisika Dalam proses membutuhkan biokatalisator (enzim)

• Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel.

• Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.

METABOLISME DIBEDAKANMETABOLISME DIBEDAKAN1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,

Yaitu proses pembentukan makromolekul (protein, karbohidrat, lipid) membutuhkan energi (endergonik)

Contoh : fotosintesis (asimilasi) energi cahaya

6 CO2 + 6 H2O ————> C6H1206 + 6 02 klorofil glukosa (energi kimia)

– Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial berupa ikatan senyawa organik pada glukosa

2. Katabolisme (Dissimilasi), Proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik.

Contoh: enzim

C6H12O6 + 6 O2 ——> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.energi kimia

• terbentuk energi panas (melepaskan energi), reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Molekul Yang Terlibat Dalam Molekul Yang Terlibat Dalam MetabolismeMetabolisme

1. ENZIMEnzim merupakan biokatalisator / katalisator organik. Struktur enzim terdiri dari:• Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun

dari protein• Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian

enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM.

2. ATP (Adenosin Tri Phosphat) Molekul berenergi tinggi.

KATABOLISMEKATABOLISME• Katabolisme adalah reaksi pemecahan /

pembongkaran senyawa kimia kompleks menjadi senyawa sederhana

• Tujuan utama membebaskan energiDibedakan :– Cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi – tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.

(glukosa)

Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.

(glukosa) (etanol)

KATABOLISMEKATABOLISME

• Respirasi• Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP

untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :

1. Glikolisis.2. Daur Krebs.3. Transpor elektron respirasi.

KATABOLISMERESPIRASI AEROB:Terjadi pada hewan, berlangsung dengan bantuan Oksigen (O2) untuk menghasilkan ATP melalui 3 tahap

1.Pemecahan glukosa manjadi as. Pirufat (pros glikolisis) 2.Asam pirufat menjadi Asetil – CoA menghasilkan 2 ATP 3.Asetil CoA masuk siklus Krebs menghasilkan 34 ATP

Tahap ke 1 dan 2 terjadi di dalam sitosolTahap ke 3 terjadi di dalam mitokondria

Glikolisis

Siklus Krebs

sitosol

mitokondria

gula As pirufat Asetil- CoA

CO2 + H2O

2 ATP

2 ATP

GlikolisisGlikolisis

Peristiwa perubahan :Glukosa -> Glulosa - 6 - fosfat -> Fruktosa 1,6 difosfat ->3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat -> Asam piravat.

Jadi hasil dari glikolisis :

2 molekul asam piravat.2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber

elektron berenergi tinggi.2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

katabolismekatabolisme

2. Siklusr Krebs (daur 2. Siklusr Krebs (daur trikarboksilat)trikarboksilat)

• Siklus merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

Respirasi aerobRespirasi aerob

Rantai Transportasi Elektron Rantai Transportasi Elektron Respiratori:Respiratori:

• Dari siklus Krebs dihasilkan:– elektron – ion H+ yang dibawa sebagai NADH2

(NADH+ H+ + 1 elektron)– FADH2

• dilanjutkan oksidasi melalui transport elektron -> terbentuk – Air– CO2.

Hasil proses respirasi Hasil proses respirasi

• PROSES AKSEPTOR ATP1. Glikolisis:

Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP2. Siklus Krebs:

2 asetil piruvat —> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

3. Rantai trsnspor elektron respirator:10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

Respirasi aerobRespirasi aerob

ENERGI YANG DIPEROLEH Diubah di dalam sel menjadi energi kimia Disimpan dalam bentuk

ATP, CTP, GTP, UTP (TTP), pospokreatin (semua mempunyai posfat berenergi tinggi)

Penggunaan energi melalui pemecahan ATP (hidrolisis ATP)ATP + H2O - ADP + Pi (posfat organik berenergi tinggi)

Energi yang diperoleh digunakan: Sintesis makromolekul lipid, protein, karbohidrat

Energi kimia Aktivitas mekanik kontraksi, pembelahan sel

Energi kimia diubah menjadi energi kinetik Mengatur potensial membran plasma sel saraf

meneruskan impuls saraf Energi kimia diubah menjadi energi listrik

Bioluminensia Energi kimia diubah menjadi energi cahaya

RESPIRASI SELULER

RESPIRASI ANAEROB:Pembakaran glukosa tanpa menggunakan oksigen1. Pada mikroorganisme Merubah glukosa menjadi etanol, butanol, aseton

atau asam asetat terjadi dalam proses yang disebut fermentasi)

2. Pada hewan (sel otot) Merubah glukosa menjadi asam laktat melalui

proses yang disebut glikolisis

ANABOLISMEANABOLISME

• Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks,

• Nama lain : peristiwa sintesis atau penyusunan.

ANABOLISMEANABOLISME

• Berdasar energi dan material organik untuk metabolisme :

– Autotrof– Fotoautotrof (fotosintesis)– Kemoautotrof (kemosistesis)

– Heterotrof– Berasal dari bahan organik

ANABOLISMEANABOLISME• Fotosintesis 2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2

atau12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2

• Kemosistesis, dilaqkukan oleh :– bakteri sulfur– bakteri nitrat – bakteri nitrit – bakteri besi– Nitrosomonas dll

• (NH4)2CO3 + 3 O2 ——> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi

Nitrosococcus

ANABOLISME

PROSES ANABOLISME :Terjadi di dalam sel :

Sintesis karbohidratsintesis lemakSintesis protein, dll)

Terjadi melalui 2 tahap anabolisme :1. Anabolisme fase I : Asetil – CoA menjadi

Makromolekul (gula) 2. Anabolisme fase II : gula menjadi pati

ANABOLISMEANABOLISME• KATABOLISME DAN ANABOLISME

pencernaan Katabolisme fase I

Katabolisme fase II

pati glukosa

Metabol intermediate (asetil – CoA)

glukosapati

Anabol fase I

Anabol fase II

(mengHasil energi)Siklus Krebs

ATP

ATP

Sintesis LemakSintesis Lemak

• Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein

• Sintesis Lemak dari Karbohidrat :– Glukosa diurai menjadi piruvat —> gliserol.– Glukosa diubah —> gula fosfat —> asetilKo-A —> asam lemak.– Gliserol + asam lemak —> lemak.

• Sintesis Lemak dari Protein:– Protein —————> Asam Amino

protease

protease

Sintesis proteinSintesis protein

• Berlangsung di dalam sel, • Melibatkan DNA, RNA dan Ribosom.• Penggabungan molekul-molekul

asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida.

1. CELLS: ORIGINS http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookCELL1.html