laporan dk5 sel genetika pemicu 2
DESCRIPTION
uTRANSCRIPT
LAPORAN DISKUSI KELOMPOK
SEL DAN GENETIKA
Anggota Kelompok 5 :
Yudo Prabowo I11110017
Yonanda Widhi Dyaningratri I11110023
David Aron Mampan Pryono I11112065
Umi Nurrahmah I1011131009
Muhammad Amin I1011131020
Estela Salomina Momot I1011131022
Noer Kumala Sari S.F I1011131030
Anggi Sulistiawati I1011131033
Asjat Gapur I1011131035
Muhammad Redha Ditama I1011131046
Eka Yustriana I1011131059
Akbar Taufik I1011131068
Lisa Florencia I1011131072
Fakultas Kedokteran
Universitas Tanjungpura
Pontianak
2014
Pendahuluan
Manusia mempunyai tubuh yang tersusun atas triliyun sel yang saling
berinteraksi dan merupakan organisme multiseluler. Setip selnya melakukan
fungsi-fungsi dasar yang penting bagi kelangsungan hidupnya. Sel merupakan
bagian terkecil dari suatu organisme. Sekumpulan sel yang ada dalam tubuh akan
membentuk suatu jaringan. Dari kumpulan jaringan tersebut akan membentuk
organ. Kupulan organ yang bekerja secara bersama-sama membentuk sistem
organ yang melakukan fungsi yang saling berkaitan dan saling berinteraksi untuk
menyelesaikan aktivitas yang penting bagi kelangsungan hidupnya secara
keseluruhan.
Sel didalam tubuh akan kontak langsung dengan lingkungan dalam
maupun lingkungan luar sel tersebut. Untuk menjaga agar keadaan di dalamnya
tetap konstan, tubuh memerlukan upaya untuk tetap mempertahankan kondisinya
tersebut. Kondisi seperti ini disebut juga dengan hoeostasis. Homeostasi ada agar
unsur-unsur yang ada dalam lingkungan dalam tubuh tetap menjaga dan agar sel
dapat menjalankan fungsi dasar sel secara optimal.
BAB I
BAHAN DISKUSI
A. Pemicu
Ani, 19 tahun, seorang mahasiswi FK Untan, sedang DK2 jam12 siang. Dia
meras lemas dan lapar, sehingga kurang konsentrasi pada saat DK. Tidak lama
kemudian DK berakhir dan Ani segera ke kantin untuk makan siang. Setelah
makan siang dia merasa lebih segar.
B. Klarifikasi dan Definisi
Lemas
Perasa yang tidak jelas dari ketidaknyamanan
Lapar
Rasa ingin makan dikarenakan selang beberapa waktu tubuh tidak
mendapat asupan makanan.
Konsentrasi
Pemusatan perhatian, pikiran dan jiwa serta fisik pada sebuah objek.
(KBBI) pemusatan pikiraan atau perhatian pada suatu hal
C. Kata kunci
Konsentrasi
Lapar
Lemas
Segar
Makan
D. Rumusan masalah
Mengapa ani yang mulanya merasa lemas dan lapar menjadi lebih segar setelah
makan siang?
E. Analisis masalah
F. Hipotesis
Ani yang semulanya mengalami gangguan homeostasis menjadi lebih segar
setelah makan siang karena homeostasis dalam tubuh telah tercapai
G. Pertanyaan diskusi
1. Apa definisi homeostasis?
2. Apa saja komponen homeostasis?
3. Apa fungsi homeostasis?
4. Bagaimana mekanisme homeostasis dalam tubuh?
5. Apa saja faktor internal yang mempengaruhi homeostasis?
6. Apa itu sistem kontrol homeostasis?
7. Bagaimana mekanisme kontrol homeostasis?
8. Bagaimana mekanisme umpan balik homeostasis?
9. Contoh positif dan negatif umpan balik homeostasis
10.Mengapa dapat terjadi gangguan homeostasis?
11.Bagaimana hubungan antara homeostasis dengan komunikasi antar sel?
12.Jelaskan tentang komunikasi sel
13.Apa yang dimksud metabolisme?
Ani, 19 tahun
Lapar dan lemas(kurang
konsentrasi)
Gangguan homeostasis
Homeostasis tercapai
(merasa lebih
Komunikasi sel
metabolisme Umpan
balik
Sistem kontrol
Komponen
Faktor internal
14.Bagaimana metabolisme sel dalam menghasilkan energi
15.Bagaimana proses mekanisme transpor membran?
BAB II
Hasil Diskusi
1. Definisi homeostasis
Homeostasis adalah kemampuan tubuh. Untuk memelihara lingkungan
internal yang penting untuk mempertahankan kehidupan misalnya suhu
juga harus di jaga relative konstan
Homeo berarti sama.
Stasis berarti berdiri.
Homeostasis adalah suatu esensial bagi kelangungan hidup setiap sel , dan
setiap sel melalui aktifitas khususnya masing-masing ikut berperan sebagai
bagian suatu system tubuh mempertahankan lingkungan internal yang
dipakai bersama oleh semua sel.
2. Komponen homeostasis
Komponen homeostasis
Setpoint merupakan nilai fisiologis normal dari masing-masing
variabel tubuh, seperti suhu normal dan konsentrasi zat ekstraseluler.
Reseptor merupakan struktur yang memonitor atau mendeteksi
perubahan yang menyimpang dari setiap variabel normal dan
mengirimkan sinyal ke pusat control.
Reseptor mendeteksi perubahan lingkungan, baik lingkungan
eksternal dimana hewan itu hidup (misalnya perubahan suhu
lingkungan) atau lingkungan internalnya (misalnya pH intraseluler).
Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya
dapat memantau aspek lingkungan tertentu. Fungsi reseptor
adalah mengkonversi perubahan lingkungan yang terdeteksi menjadi
potensial aksi yang dikirim melalui sistem saraf ke pusat
integrasi.Contohnya adalah ujung saraf pada kulit yang memonitor
perubahan suhu dan mengirimkan sinyal tersebut ke otak.
Pusat kontrol merupakan penerima informasi dari reseptor untuk
kemudian memproses dan mengintegrasi informasi tersebut sehingga
dapat menghasilkan output. Output tersebut disampaikan ke efektor
yang dapat berupa impuls saraf atau hormon yang sesuai untuk
kembali ke variabel setpoint normal.
Efektor adalah faktor penerima stimulus balik dari pusat kontrol,
yang mengolah stimulus tersebut menjadi suatu aktifitas gerak untuk
menjawab (mengendalikan) perubahan lingkungan sesuai yang
dikehendaki pusat kontrolnya.Efektor merupakan struktur yang
menerima output dari pusat control dan memproduksi respon hingga
setpoint tercapai kembali.
Contoh integrasi komponen homeostasis ini adalah ketika seseorang
merasa dingin, kulit yang memiliki ujung-ujung saraf mengirimkan
informasi dalam bentuk impuls saraf. Sinyal disampaikan ke hipotalamus
yang mengirim informasi dalam bentuk impuls saraf ke otot skeletal untuk
menggigil sehingga menghasilkan panas. Dalam hal ini, ujung saraf pada
kulit sebagai reseptor, hipotalamus sebagai pusat kontrol, dan otot skeletal
merupakan efektor. Gerakan menggigil dapat mengembalikan setpoint
suhu tubuh.
3. Fungsi homeostasis
Homeostasis berfungsi dalam menjaga stabilitas lingkungan internal
secara konstan relatif yang dinamis, untuk menyelenggarakan seluruh
aktivitas sel dalam tubuh, yang memerlukan berbagai bahan dari
lingkungan secara konstan, misalnya oksigen, nutrien, dan garam.
Perubahan lingkungan internal dalam tubuh dapat mempengaruhi aktivitas
sel dalam tubuh yang menghasilkan bermacam-macam hasil sekresi sel
bermanfaat dan berbagai zat sisa yang dialirkan ke lingkungan internal
berupa cairan ekstraseluler. Oleh karena itu jika aktivitas sel dalam tubuh
terganggu maka pengambilan zat dari lingkungan luar dan pengeluaran zat
dari dalam tubuh akan berubah, dan perubahan tersebut akan mengubah
keadaan lingkungan internal. (Isnaeni,. W. 2006).
4. Mekanisme homeostasis dalam tubuh
Mekanisme ini diatur oleh otak terutama hipotalamus, yang bila
terangsang akan merangsang koordinasi tubuh. Proses ini akan terjadi
terus menerus hingga lingkungan dinamis dalam tubuh akan berada pada
jumlah yang normal. Beberapa proses yang ikut serta dalam mekanisme
homestasis adalah positive dan negative feedback, pengaturan pH darah,
osmoregulasi dan termoregulasi (Guyton, 1996 ).
5. Faktor Internal yang mempengaruhi homeostatis :
Konsentrasi molekul-molekul nutrient. Sel-sel memerlukan pasokan
molekul nutrient secara terus-menerus untuk menghasilkan energi.
Energi, sebaliknya, diperlukan untuk menunjang berbagai aktivitas sel
baik yang bersifat khusus maupun yang untuk mempertahankan
kehidupan.
Konsentrasi O2 dan CO2. Sel-sel memerlukan O2 untuk melakukan reaksi
kimia pembentuk energy. CO2 yang dibentuk selama reaksi-reaksi ini
harus dikeluarkan sehingga tidak terbentuk asam yang meningkatkan
keasaman lingkungan internal.
Konsentrasi zat sisa. Sebagian reaksi kimia menghasilkan produk-
produk akhir yang menimbulkan efek toksik pada sel tubuh jika
dibiarkan berakumulasi.
pH. Perubahan pada Ph ( jumlah relatif asam ) berpengaruh buruk pada
fungsi sel saraf dan merusak aktivitas enzim semua sel.
Konsentrasi garam, air, dan elektron lain. Karena konsentrasi relatif
garam ( NaCl ) dan air di cairan ekstrasel mempengaruhi seberapa
banyak air yang masuk atau ke luar sel, maka konsentrasi keduanya
diatur secara cermat untuk mempertahankan volume sel. Sel tidak
berfungsi normal jika membengkak atau menciur. Elektrolit-elektrolit
lain berperan dalam berbagai fungsi vital lain. Sebagai contoh, denyut
jantung yang teratur bergantung pada konsentrasi kalium (K+) yang
relative konstan di cairan ekstrasel.
Volume dan tekanan. Komponen lingkungan internal yang beredar,
yaitu plasma, harus dipertahankan pada volume dan tekanan darah yang
adekuat untuk menjamin distribusi penghubung antara lingkungan
eksternal dan sel yang penting ini ke seluruh tubuh.
Suhu. Sel-sel yang berfungsi optimal dalam kisaran suhu yang sempit.
Jika sel terlalu dingin maka fungsi-fungsi sel akan terlalu melambat dan
yang lebih buruk lagi, jika sel terlalu panas maka protein-protein
structural dan enzimatik akan terganggu atau rusak.
6. Definisi sistem kontrol homeostasis
Sistem control homeostasis adalah suatu jalinan komponen-komponen
tubuh yang bekerja sama untuk mempertahankan suatu factor dalam
lingkungan internal agar relatif konstan di sekitar titik patokan optimal.
Sistem control homeostasis dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
kontrol intrinsik (lokal), yaitu respons-respons kompen satorik Inheren
suatu organ terhadap perubahan; dan
kontrol ekstrinsik, yaitu respons suatu organ yang dipicu oleh faktor-
faktor di luar organ, yaitu sistem saraf dan endokrin.
7. Mekanisme sistem kontrol homeostasis
Untuk mempertahankan homeostasis system control harus mampu
Mendeteksi penyimpangan dari nilai normal faktor internal yang yang
perlu dijaga dalam batas-batas yang sempit
Mengintegrasikan informasi ini dengan informasi lain yang relevan
Melakukan penyesuaian yang tetap dalam aktifitas bagian-bagian
tubuh yang bertanggung jawab memulihkan faktor tersebut kenilai
yang diinginkan
8. Umpanbalik homeostasis dibagimenjadiduayaitu
Umpanbalik negative
Umpan balik negative adalah perubahan suatu faktor yang di control
secara homeostasis akan memicu respon yang berupaya untuk
memulihkan faktor tersebut ke normal dengan menggerakkan faktor
kearah berlawanan dari perubahan awalnya. Demikianlah
penyesuaian korelatif berlawanan dari perubahan awalnya dari tingkat
normal yang di inginkan
Contoh : suhu badan.
Umpanbalik positive
Keluaran meningkatkan atau memperkuat perubahan sehingga
variable terkontrol terus bergerak searah perubahan awal.
Contoh : pada saat melahirkan yaitu pada hormon oksitosin yang
menyebabkan kontrak sikuat uterus. Sewaktu konstraksi uterus.
Mendorong bayi menekan serviks. Peregangan serviks yang terjadi
memicu serangkaian kejadian yang menyebabkan pelepasan lebih
banyak oksitosin, yang menyebabkan kontraksi uterus menguat.
9. Penyebab terjadinya homeostasis
Gangguan homeostasis pada dasarnya memiliki hubungan erat dengan
komunikasi sel. Gangguan homeostasis dapat terjadi jika satu atau lebih
sistem tubuh tidak berfungsi dan tidak mendapatkan lingkungan yang
optimal untuk hidup dan berfungsi secara efisien. Dalam pemicu diatas,
Ani kurang konsentrasi karena lemas dan lapar, hal ini merupakan salah
satu bentuk komunikasi antar sel ke otak untuk memberitahu otak bahwa
ada faktor internal yang tidak terpenuhi. Berdasarkan pemicu diatas, faktor
internal yang tidak dipenuhi adalah konsentrasi molekul-molekul nutrien
sehingga ketika ani telah makan siang, ia merasa lebih segar karena faktor
internal yang sebelumnya tidak terpenuhi menjadi terpenuhi dan
homeostasis pun tercapai.
10. Hubungan antara homeostasis dengan komunikasi antar sel
Secara umum tujuan komunikasi sel adalah mengatur dan mengendalikan
sel sehingga dapat mempertahankan keseimbangan (homeostasis) serta,
untuk memperlancar proses metabolisme, pertumbuhan dan
perkembangan. Komunikasi pada multi seluler bertujuan untuk
mengkoordinasi aktivitas sel sehingga sel dapat tumbuh dan berkembang
menjadi sebuah jaringan. Pada uniseluler komunikasi bertujuan untuk
mengidentifikasi sinyal – sinyal kimiawi untuk mengawali proses
perkawinan.
Sel yang berkomunikasi dengan cara kontak langsung baik sel hewan
maupun sel tumbuhan memiliki sambungan langsung yang bila memang
ada memberikan kontinu itassitoplasmik diantara sel-sel yang berdekatan.
Dalam hal ini, bahan pesinyalan yang larut dalam sitosol dapat dengan
bebas melewati sel yang berdekatan. Disamping itu, sel hewan mungkin
melakukan kontak langsung diantara molekuk-molekul di dalam
permukaannya, komunikasi ini terjadi melalui zat kimia yang dilepaskan
kecairan ektrasel (interstitial), untuk berkomunikasi dengan sel lain yang
berdekatan.
Sel yang berkomunikasi dengan cara mengirimkan molekul-molekul sinyal
atau komunikasi sel persinyalan lokal, melakukan komunikasi dengan cara
mengirim kan molekul-molekul sinyal secara difusi menuju sel target yang
berada dekat dengannya, ataupun dengan cara menyampaikan neuro trans
mitter seperti adrenalin, asetil, kolin, dll. Melewaticelah synapse (celah
atau ruang kecil antar sel).
Sel yang berkomunikasi jarak jauh berkomunikasi melalui sinyal listrik
yang dihantarkan dengan sinyal kimia (hormonatauneurohormon) yang
dialirkan melalui darah, hormone dapat mencapai hamper seluruh sel
tubuh, tetapi jika dengan persinyalan local hanya untuk sel target tertentu
yang memiliki jarak berdekatan dan mengenali serta merespon sinyal
kimiawi yang diberikan.
Tipe Penyampaian Molekul Sel dalam Komunikasi Sel
1. Endokrin adalah sel target jauh dengan media hormon yang dibawa
melalui pembuluh darah.
2. Parakrin adalah sel penyekresi bekerja pada sel-sel target yang
berdekatan dengan melepas molekul regulator lokal(misalnya,faktor
pertumbuhan) ke dalam cairan luar sel.
3. Autokrin adalah sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan oleh
sel itu sendiri.
4. Sinaptik adalah sel syaraf melepas molekul neuro transmiter ke
dalam sinapsis,sehingga merangsang sel target.
Mekanisme Penyampaian Sinyal
1. Komunikasi Langsung adalah komunikasi antar sel yang sangat
berdekatan karena mentransfer sinyal listrik (ion-ion).
2. Komunikasi Lokal adalah komunikasi yang terjadi melalui zat kimia
yang dilepaskan ke cairan ekstrasel yang berdekatan.
3. Komunikasi Jarak Jauh adalah komunikasi yang berlangsung melalui
sinyal listrik yang dihantarkan sel saraf dan atau sinyal kimia
(HORMON dan neurohormon).
11. Definisi komunikasi sel
Komunikasi sel adalah penyampaian sinyal atau informasi dari suatu sel
pesinyal ke sel yang lain (sel target) yang pada akhirnya akan
menimbulkan respon. Kita mengetahui bahwa sel di dalam tubuh kita
bertetangga satu sama lain, untuk melakukan aktivitas di dalam tubuh sel-
sel di dalam tubuh melakukan komunikasi satu sama lain agar setiap organ
di dalam tubuh dapat melakukan tugasnya dengan baik sehingga
keberlangsungan hidup dapat berjalan sistematis. Sel biasanya melakukan
komunikasi dengan cara mengeluarkan sinyal-sinyal kepada sel target
yang disebut persinyalan lokal, dan dengan cara kontak langsung atau pun
dengan cara menyampaikan sinyal melalui hormon-hormon yang disebut
persinyalan jarak jauh.
12. Definisi metabolisme
Metabolisme mengacu pada semua reaksi kimia yang berlangsung di
dalam sel. Katabolisme merupakan penguraian makromolekul organik
yang besar menjadi senyawa yang lebih kecil. Anabolisme merupakan
tahap penggunaan energi di mana senyawa-senyawa kompleks dibentuk
dari zat penyusun yang sederhana.
13. Metabolisme sel dalam menghasilkan energi
Berbagai reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup
untuk mempertahankan hidup disebut metabolisme. Agar dapat tetap
hidup, organisme membutuhkan materi dan energi yang tetap dari
lingkungannya. Materi dan energi yang dibutuhkan oleh sebagian besar
organisme berasal dari molekul organik yang dimakannya. Sebelum
dapat dimanfaatkan oleh sel, bahan makanan yang padat terlebih dahulu
dirombak menjadi molekul yang relatif kecil dan mudah larut.
Molekul-molekul ini mengandung 2-4 atom karbon yang dalam proses
selanjutnya menghadapi dua pilihan. Pilihan pertama adalah berfungsinya
molekul ini sebagai bahan baku pembuatan gula, asam lemak, gliserol,
dan asam amino. Senyawa-senyawa yang terbentuk ini selanjutnya
menjadi komponen makromolekul dari sel, seperti: polisakarida, lipid,
protein, dan asam nukleat. Tahapan metabolisme dimana terbentuknya
molekul besar berenergi tinggi berasal dari molekul rendah berenergi
rendah disebut Anabolisme. Pilihan kedua adalah molekul yang
mengandung 2-4 atom karbon ini dirombak menjadi molekul anorganik
yang sederhana seperti CO2, H2O dan NH3. Tahapan metabolisme yang
merombak molekul kompleks kaya energi menjadi molekul sederhana
miskin energi disebut Katabolisme.
Metabolisme terbagi menjadi 2 bagian, yaitu anabolisme dan katabolisme.
Anabolisme adalah reaksi kimia yang memerlukan energi untuk
membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Katabolisme
adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan memecah senyawa
kompleks menjadi senyawa sederhana.Dalam tubuh organisme, terdapat
ribuan proses kimia yang berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena
itu, produk suatu enzim bisa menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua
reaksi kimia dalam organisme hidup diatur dengan mengatur kerja
katalisator.
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di
dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme)
dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme
biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal
pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses
biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses
kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat
bertahan hidup.
Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari
komposisi metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan
atau pada suatu bagian tubuh dinamakan metabolomika.
KATABOLISME
Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan
senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana
dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk
melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan
oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari
cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan
energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.
Katabolisme merupakan suatu proses yang berkebalikan dengan proses
anabolisme, yaitu suatu proses pembongkaran, dimana energi yang
tersimpan digunakan untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan.
Proses pembebasan energi di dalam sel disebut respirasi sel. Pada respirasi
sel, energi kimia dalam makanan diubah menjadi gerak. Peristiwa ini
terlihat pada kontraksi otot dan pergerakan molekul-molekul atau ion-ion
pada pengangkutan aktif. Disamping itu energi ini juga dapat digunakan
untuk reaksi-reaksi yang membentuk senyawa kimia baru, ataupun
dibebaskan sebagai panas.
Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap
organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi
pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan
fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk
reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks
yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul
organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor
seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi
molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih
sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Urutan yang paling umum dari
reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama.
Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak
dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-
molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi
molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang
melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi
menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor
elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi
koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.
Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi
transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai
tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahariTumbuhan,
alga dan beberapa bakteri mengambil energi dari sinar matahari melalui
fotosintesis, merubah energi cahaya menjadi energi kimia, untuk
digunakan membuat makanan disebut organisme autotrof.. Sebaliknya,
oprganisme yang hidup dari hasil produksi organisme autotrof atau tidak
bisa membuat makan sendiri disebut organisme heterotrof. Organisme
heterotrog memecah makanan mereka menjadi energi. Proses oksidasi
senyawa organik untuk mendapat energi dari pemutusan ikatan kimia pada
tingkatan sel disebut respirasi seluler. Ada 2 macam respirasi yaitu
respirasi aerob dan respirasi anaerob.
Respirasi aerob.
Proses repirasi disebut aerob karena dibutuhkan oksigen sebagai akseptor
elektron, selain itu disebut respirasi anaerob atau fermentasi. Respirasi
aerob terdapat 4 tahap utama yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif,
Siklus Krebs dan Transpor Elektron.
1. Glikolisis
Glikolisis adalah 10 tahap pertama biokimia yang menghasilkan ATP
pada fosforilasi tingakt substrat. Untuk 1 molekul glukosa, 2 ATP
digunakan pada 3 tahap pertama dan 4 ATP dihasilkan pada 4 tahap
terakhir. Hasil kotor glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat(3C), 2
ATP, 2 NADH dan 2 H2O. Glikolisis terjadi di sitosol/sitoplasma dan
bisa dianggap proses anaerob karena belum menggunakan oksigen.
Ringkasan tahapan glikolisis:
Fosforilasi glukosa oleh ATP.
Penyusunan kembali struktur glukosa yang terfosforilasi, diikuti oleh
fosforilasi kedua.
Molekul glukosa(6C) akhirnya pecah menjadi 2 senyawa 3 karbon
berlainan yaitu Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P atau PGAL) dan
satunya lagi yaitu Dihydroxylacetone phosphate (DHAP). DHAP
segera diubah menjadi PGAL oleh enzim isomerase. (Proses
perubahan ini mencapai kesetimbangan di dalam tabung reaksi namun
hal ini tidak terjadi di dalam tubuh makhluk hidup)
Oksidasi yang diikuti oleh fosforilasi dari fosfat anorganik(bukan dari
ATP) menghasilkan 2 NADH dan 2 molekul
difosfogliserat(BPG/PGA), masing-masing dengan 1 ikatan fosfat
berenergi tinggi
Pelepasan ikatan berenergi tinggi dengan 2 ADP menghasilkan 2 ATP
dan meninggalkan 2 molekul fosfogliserat(PGA)
Pelepasan air menyebabkan 2 molekul fosfoenolpiruvat dengan ikatan
fosfat energi tinggi
Pelepasan fosfat energi tinggi oleh 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan
hasil akhir glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat.
Enzim-enzim dalam proses glikolisis yaitu:
Heksokinase: Fosforilasi glukosa oleh ATP sehingga menghasilkan
glukosa 6 fosfat
Fosfoglukoisomerase: Penyusunan molekul glukosa terfosforilasi
menjadi fruktosa terfosforilasi(fruktosa 6 fosfat)
Fosfofruktokinase: Fosforilasi fruktosa 6 fosfat oleh ATP sehingga
menghasilkan Fruktosa 1,6 Difosfat
Aldolase:Memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dihidroksilaseton
fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat
Isomerase:Mengubah semua dihidroksilaseton fosfat menjadi
gliseraldehida 3 fosfat
Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase atau triosa fosfat
dehidrogenase: Fosforilasi Gliseraldehida 3 fosfat oleh fosfat
anorganik dari sitosol, oksidasi untuk membentuk NADH sehingga
menghasilkan 1,3 difosfogliserat
Fosfogliserokinase: Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP
sehingga menghasilkan 3 fosfogliserat
Fosfogliseromutase: Merubah 3 fosfogliserat menjadi 2 fosfogliserat
Enolase Menghasilkan air sehingga terbentuk fosfoenolpiruvat
Piruvat kinase Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP
sehingga hasil akhir berupa asam piruvat
2. Dekarboksilasi
Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap kedua dimana 2 molekul asam
piruvat yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa dirubah menjadi
senyawa berkarbon 2 yaitu asetil CoA(asetil koenzim A) dengan
melepaskan 2 CO2 dan 2 NADH. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di
dalam membran luar mitokondria. Enzim yang berperan adalah CoA
dan piruvat dehirogenase yang berfungsi mereduksi piruvat sehingga
melepaskan CO2 dan NADH serta berikatan dengan piruvat
tereduksi(asetil) untuk dibawa ke mitokondria.
3. Siklus Krebs
Siklus adalah tahap ketiga dengan 9 reaksi dimana gugus asetil dari
piruvat dioksidasi sehingga menghasilkan NADH, FADH, ATP dan
CO2. Siklus ini dinamakan siklus Krebs karena ditemukan oleh Hans
Krebs. Siklus Krebs bisa disbut juga siklus asam sitrat karena senyawa
yang pertama kali terbentuk adalah asam sitrat. Siklus Krebs terjadi di
matriks mitokondria dan ringkasan tahapannya sebagai berikut:
• Asetil CoA ditambah Oksaloasetat menghasilkan molekul sitrat yang
berkarbon 6.
• Penyusunan kembali molekul sitrat dan dekarboksilasi. 5 reaksi
berikutnya menyederhanakan sitrat ke molekul 5 karbon dan kemudian
ke molekul 4 karbon yaitu suksinat. Selama reaksi ini berlangsung,
dihasilkan 2 NADH dan 1 ATP.
• Regenerasi oksaloasetat. Suksinat melewati 3 reaksi tambahan untuk
menjadi oksaloasetat. Selama proses ini, dihasilkan 1 NADH dan 2
FADH.
Enzim-enzim yang digunakan:
Sitrat sintetase: Membentuk sitrat dari oksaloasetat dan asetil CoA.
Kerja enzim ini irreversible dan terhambat saat konsentrasi ATP tinggi
dan dipicu ketika konsentrasi ATP rendah
Akonitase: Penyusunan kembali molekul sitrat dengan memindahkan
gugus H dan OH pada karbon berlainan, membentuk isositrat
Isositrat dehidrogenase: Mengoksidasi isositrat sehingga dihasilkan
NADH dan CO2, sehingga isositrat berubah menjadi molekul 5
karbon, α ketoglutarat
α ketoglutarat dehidrogenase: Mengoksidasi α ketoglutarat
membentuk gugus suksinil yang bersatu dengan Coa sehingga
terbentuk suksinil CoA
Suksinil KoA sintetase: Pelepasan ikatan antara gugus suksinil dan
KoA untuk dijadikan ATP sehingga molekul tersisa menjadi Suksinat
Suksinat dehidrogenase: Mengoksidasi suksinat menjadi fumarat dan
menghasilkan FADH
Fumarase: Menambahkan air ke fumarat untuk membentuk malat
Malat dehidrogenase: Mengoksidasi malat dan melepaskan NADH
sehingga terbentuk kembali oksaloasetat
4. Rantai transport elektron
Rantai transport elektron adalah proses terakhir untuk mengahsilkan
ATP, H2O yang terjadi di membran dalam/krista mitokondria. Pada
tahap ini, elektron yang dibawa oleh NADH ditransfer ke berbagai
pembawa elektron supaya energinya bisa digunakan untuk memompa
proton. Gradien proton yang dibuat oleh transpor elektron digunakan
oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. Proses pemompaan
proton untuk menghasilkan ATP juga disebut kemiosmosis.
Enzim-enzim yang terlibat anatara lain NADH dehidrogenase
(melepaskan ion H dari NAD dan mengoper elektron ke ubiquinon),
ubiquinon (mengoper elektron ke komplek protein sitrokrom),
kompleks bc1 (memompa proton dan mengoper elektron ke sitrokrom
c), sitokrom c (mereduksi oksigen dengan 4 elektron membentuk air),
ATP sintase (memompa proton untuk menghasilkan ATP).
Hasil akhir respirasi seluler:
Glikolisis, hasil 2 ATP, 2 piruvat, 2 NADH, 2 H2O.
Dekarboksilasi oksidatif, hasil 2 NADH, 2 CO2.
Siklus Krebs, hasil 6 HADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP.
Transpor elektron, hasil 34 ATP, H2O.
Jumlah bersih ATP : 38 ATP(36 ATP karena 2 ATP dipakai untuk
memasukkan NADH ke mitokondria, 30 ATP karena membran
mitokondria agak bocor sehingga proton bisa lewat tanpa melalui ATP
sintase dan mitokondria terkadang memakai gradien proton untuk
keperluan lain seperti memasukkan piruvat ke matriks daripada sintesis
ATP).
14. Mekanisme transpor membran.
Prinsip dasar pemeliharaan kehidupan sel bergantung pada kesinambungan
gerakan materi ke dalam dan keluar sel. Nutrisi sel harus masuk sedangkan
sisa-sisa metabolisme harus keluar. Pergerakan plasma terjadi melalui
mekanisme transpor pasif dan transpor aktif.
1. Transpor pasif merupakan proses fisik yang tidak perlu mengeluarkan
energi selular atau metabolik, tetapi memakai sumber energi eksternal,
misalnya panas. Transpor dilakukan dari tempat yang berkonsentrasi
tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah (seperti gerakan
downhill atau turun bukit).
a. Difusi merupakan gerakan acak partikel molekul atau ion karena
pengaruh energi termalnya sendiri. Difusi molekul atau ion dapat
berlangsung dalam suatu cairan, gas, atau zat padat. Difusi dapat
melalui membran hidup dan tidak hidup yang permeabel terhadap
molekul tersebut. Difusi akan terjadi lebih cepat jika gradien
konsentrasi tinggi, berat molekul rendah, dan penngkatan suhu.
Contoh proses difusi adalah perpindahan oksigen dari membran
alveolus ke pembuluh darah saat inspirasi.
b. Dialisis merupakan pemisahan zat terlarut kristaloid (misalnya ion,
glukosa, oksigen) dengan berdifusi melalui membran permeabel
terhadap zat tersebut tetapi tidak permeabel terhadap zat terlarut
koloid (misalnya protein darah). Prinsip dialysis ini digunakan
dalam ginjal buatan.
c. Osmosis merupakan difusi saring molekul air melalui membran
permeabel selektif, yaitu membran yang tidak dapat dilewati secara
bebas oleh semua zat terlarut yang ada
d. Difusi terfasilitasi disebut juga difusi diperantarai carrier yaitu
suatu mekanisme di mana molekul-molekul yang tidak larut dalam
lemak dan terlalu besar untuk melewati saluran protein dibantu
dengan carrier.
e. Filtrasi merupakan kekuatan gerakan air dan molekul yang dapat
berdifusi melewati memnran plasma akibat tekanan.
2. Transpor aktif membutuhkan penggunaan energi metabolik yang
diperoleh dari reaksi kimia selular dan menggerakkan molekul atau ion
melawan gradien konsentrasinya yaitu dari tempat berkonsentrasi rendah
ke konsentrasi yang lebih tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya
pergerakan zat menyeberangi membran sel tanpa tergantung pada
konsentrasi cairan cairan ekstraselular dan intraselularnya.
a. Transpor aktif yang diperantarai carrier. Contohnya adalah pompa
natrium kalium yang berfungsi menukar natrium intrasel dengan
kalium ekstraselular. Pompa ini berkontribusi dalam terjadinya
perbedaan voltase listrik yang disebut potensial membran.
b. Transpor massa yang berukuran besar merupakan suatu proses aktif
yang mentranspor partikel besar dan makromolekul dengan
membentuk kantong atau vesikel yang menempel pada membran.
Transpor massa ini termasuk endositosis dan eksositosis.
BAB III
Penutup
Kesimpulan
Ani yang semulanya merasa lemas dan lapar menjadi lebih segar setelah makan
siang karena homeostasis dalam tubuh telah tercapai
Daftar Pustaka
Campbell, N.A., et al. 2006. Biology Concepts & Connections. California: The
Benjamin/Commings Publishing Company
Dvivedi, Jyoti dan Sanjay Dvivedi. 2009. Krishna’s Anatomy, Physiology, and
Pathophysiology-I. India: Satyendra Rastogi “Mitra”.
Guyton.A.C, 1996.Textbook of Medical Physiology, Philadelpia: Elsevier
saunders
Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta
Jawetz, dkk. 2005. “Mikrobiologi Kedokteran (Medical Microbiology)”. Jakarta:
Salemba Medika
Sherwood,Lauralee. Fisiologi Manusia dari sel ke sistem edisi 6 cetakan 2014.
Hal 455.
Starr, Cecie, et al. 2011. Biology: Concepts And Applications Eight Edition. USA:
Life Sciences.