mwtabolisme sel 61010.ppt
TRANSCRIPT
Organisme hidup dibagi 2 kelompok: Sel autotrof : dpt mempergunakan
karbondioksida dari atmosfir sebagai satu-satunya sumber karbon untuk membangun biomolekul yang mengandung karbon. Bersifat fotosintetik , memperoleh energi dr sinarmthr, CO2 u membangun biomolekul organik, menghasilkan O2 . (Tumbuhan hijau, alga, dan beberapa bakteri )
Sel heterotrof : tidak dpt mempergunakan karbondioksida dari atmosfir, memperoleh karbon dari lingkungannya. Mempergunakn produk organik dr outotrof sbg sari makananCO2
Metabolisme proses kimiawi yang terjadi di dalam sel atau organisme untuk membentuk atau membongkar energi
Rangkaian reaksi kimia diawali dengan substrat, diahkiri dengan produk
Reaksi metabolime dikatalis oleh enzim
3 Jenis sumber bahan makanan yg dimetabolisme:a. Karbohidrat (Gula dan Glikogen) b. Lemak (Asam lemak, gliserol) c. Protein (Asam amino)
Macam Metabolisme :
1. Sintesis molekul organik : ANABOLISME
2. Pemecahan molekul organik : KATABOLISME
Anabolisme proses asimilasi/ penyusunan/
pembentukan molekul yang lebih kompleks dari molekul yang sederhana .
biosintesis polimer dari monomer (asam amino, nukleotida dan lipid) dari rangka karbon utama melalui pemanfaatan ATP dan NADPH
Sintesis, memerlukan energi , reaksi endergonik.
Contoh:1.Sintesis lemak
disintesis dr protein dan karbohidrat melalui koenim A yang berfungsi memutuskan atau memecahkan dua bagian atom C utk membentuk asetil Ko A
2.Sintesis proteindi dalam sel tersusun atas asam amino dengan melibatkan DNA dan RNA
3. Fotosintesis
Katabolisme proses pemecahan atau penguraian
molekulyang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana .
Menghasilkan atau melepaskan ATP, digunakan organime untuk beraktifitas
(Reaksi eksergonik).
Fungsi: menyediakan bahan baku untuk sintesis
molekul lain menyediakan energi kimia yang dibutuhkan
aktivitas sel
Proses katabolisme: Respirasi sel dihasilkan energi yang disimpan dalam suatu ikatan kimia
Perbedaan penting lintas katabolik dan anabolik1. Lintas yg terjadi pada proses degradasi
biomolekul mungkin tidak dapat mencukupi kebutuhan energi biosintesa. Degradasi molekul organik yang kompleks biasanya merupakan proses “menurun”, terjadi dengan melepaskan energi, biosintesis adalah proses “menaik” yang memerlukan energi.
2. Jika hanya satu lintasan, maka tjd penurunan kec. Prosess katabolik dengan menghambat satu diantara enzim yang terlibat shg menghambat proses biosintesis.
3.
Mis: oksidasi as. Lemak asetil KoA dlm hati terjadi serangkaian aktivitas enzim didalam mitokondria, tmpt berlangsungnya reaksik oksidatif. Biosintesis as lemak dari asetil KoA memerlukan input atom H y.i sebagai tenaga pereduksi , berlangs dengan serangkaian enzim yang berbeda, yang terletak di sitosol.
AMFIBOLIK yaitu katabolik yang terdiri dari SAS dan beberapa enzim pembantu bekerja sebagai daerah pertemuan utama yang dapat dijangkau oleh kedua jalur katabolik dan anabolik.
ATP membawa energi dari reaksi katabolik ke reaksi anabolikEnergi bebas : bentuk energi yang mampu
melakukan kerja pada kondisi suhu dan tekanan tetap.
Sel hidup sejumlah besar energi yang dibebaskan dari glukosa dan bahan bakar seluler lainnya pada proses katabolisme disimpan oleh sintesis ATP dari ADP dan fosfat anorganik.
Dapat melangsungkan 4 jenis kegiatan:
NADPH Merupakan bentuk tereduksi atau yang
membawa hidrogen dari koenzim dan pembawa elektron yang kaya akan energi dari reaksi katabolik menuju reaksi biosintesis yang memerlukan elektron.
Cara kedua u membawa energi kimia dari reaksi katabolismee menuju reaksi biosintesis yang memerlukan energi dalam bentuk atom hidrogen atau elektron.
Energi yang tersimpan dalam bentuk ATP :
ATP dapat memberikan energi yang diperlukan bagi kerja kimia pada biosintesis.
ATP merupakan sumber energi bagi motilitas dan kontraksi sel
Bagi transport nutrient melalui membran, melawan gradien konsentrasi
untuk menjamin pemindahan informasi genetik secara tepat selama biosintesis DNA, RNA dan protein.
Asam Amino Piruvat Asam Lemak
Suksinat
Okaloasetat
Malat
Sitrat
α-Ketoglutarat
Suksinil-KoA
GTP
Fumarat
Asetil-KoA
CO2
Isositrat
Transport elektron danfosforilasi oksidatif
Siklus Asam Sitrat
CO2
2H
CO2
2H
2H
NADH
2H
2H
2H
2H
CO2
NH3
NADHdehidrogenase
Ubikuinon
Sitokrom b
Sitokrom c1
Sitokrom c
Sitokromoksidase
2e-
H2O2H+ ½ O2+
2e-
2e-
2e-
2e-
2e-
2e-
ADP + Pi
ATP
ADP + Pi
ATP
ADP + Pi
ATP
Tahap 1
Tahap 2
Tahap 3
Tahap I : makromolekul sel dipecah menjadi unit-unit pembangun
Tahap II : produk yang terbentuk di tahap I dikumpulkan dan diubah menjadi molekul yang lebih sederhanaMis: senyawa 3 karbon = piruvat 2 karbon = asetil
Tahap III : Asetil Ko A SAS CO2 dan H2O
Setiap tahap pada katabolisme dan anabolisme biomolekul tertentu dikatalisis oleh sistem multi enzim
AMFIBOLIK yaitu katabolik yang terdiri dari SAS dan beberapa enzim pembantu bekerja sebagai daerah pertemuan utama yang dapat dijangkau oleh kedua jalur katabolik dan anabolik.
Penyediaan Energi Selular1. Katabolisme makanan menyediakan energi untuk sintesa ATP
melalui metabolisme selular spesifik:1. Glikolisis, 2. Siklus asam sitrat, dan 3. Transpor elektron4. Fosforilasi Oksidatif5. Glikogenolisis6. Glukoneogenesis7. Lipolisis
2. 2 Sumber ATP selular adalah : 1. Substrat pembentuk ATP (selama proses katabolisme)
3. Transpor elektron Dihasilkan dari perbedaan proton) dan Sintesis ATP
4. Simpanan Phosphogens/ikatan pospat berenergi tinggi
RESPIRASIPersamaan umum respirasi
C6H2O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + E
Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan, mis.glukosa, menjadi CO2 dan H2O E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi
Reaksi AerobikPeristiwa pembakaran zat makanan
menggunakan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP
Respirasi aerobik berlangsung dalam tiga tahap :1. glikolisis, pemecahan glukosa (6 atom C) asam piruvat (3 atom C)
Glukose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
berlangsung di dalam sitosol2.
2. oksidasi asam piruvat CO2 + H2O berlangsung di dalam mitokondria
3. Siklus Krebs – siklus asam sitrat / asam trikarboksilat (TCA)
Mempunyai fungsi:Menghasilkan NADH, FADH, ATP
membentuk kembali oksaloasetatmitokondr ia
3. Rantai transport elektron – fosforilasi oksidatif
Di membran dalam mitokondria
Terlibat suatu rangkaian reaksi yang membawa elektron (oleh donor elektron)dan yang menerima elektron (oleh akseptor elektron)
1. Membran luar yang mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan terdapat protein integral pada membran membentuk saluran, yang memfasilitasi keluar masuknya berbagai macam molekul
2. Membran dalam, yang mengelilingi matriks yang berisi cairan membentuk suatu lekukn ke dalam matriks - krista. mengandung 4 kelompok protein integral membran :a. NADH dehidrogenase,b. sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1),c. sitokrom c oksidase,d. ATP sintase dan satu protein perifer yang berperan dalam transfer elektron –succinat dehidrogenase
GlikolisisGlikolisis merupakan proses katabolisme
glukosa secara anaerob : terjadi pada setiap jenis sel pada eukariot terjadi di sitosol Persamaan reaksi :
C6H12O6 + 2NAD+ 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ 0
Akhir dari proses glikolisis per 1 molekul glukosa akan dihasilkan dua molekul asam piruvat (3 – C), dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH
Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat masuk ke jalur :
- Fermentasi alcohol- Fermentasi asam laktat- Respirasi anaerob
Respirasi anaerobikTidak menggunakan oksigen sbg penerima
ahkir pada saat pembentukan ATPMenggunakan glukosa sbg substratFermentasiSel sel otot jika kekurangan oksigenReaksi Kimiawi Proses Glikolisis : Glukose + 2 ADP + 2 Pi 2 laktat + 2 ATP
+ 2 NADH + 2 H2OProduk Akhir : LaktatTidak menerima elektron dari NAH dan FAD, shg
siklus kreb tidak
Pada otot yang sedang berkontraksiPada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH
membentuk molekul asam laktatPersamaan reaksiC3H4O3 + NADH + H+ C3H6O3 + NAD+
Proses dinamakan fermentasi asam laktat
Sel:mesin kimia, memperoleh bahan dan energi dari lingkungannya dan mengubahnya di dalam sel melalui proses kimia metabolisme
Keadaan lingkungan selBerupa cairan cairan ekstra sel (CES)Komponen utama adalah air, pelarut terdapat
molekul dan ion-ion yang diperlukan oleh sel dalam melaksanakan fungsinya, yaitu:gas
ion anorganik: natrium, kalium, kalsium, bicarbonat dan fosfor, Cu++,Mn++,Co++
zat organik (makanan dan vitamin)hormon
Difusi : terjadi bila molekul atau ion bergerak searah dengan gradien / konsentrasinya. Beberapa sel mampu meningkatkan permebialitas membrannya terhadap ion atau molekul tertentu. Yang menghasilkan difusi tertentu.
Osmosis : difusi dari air. Air murni bersifat hipotonik terhaddap sitoplasma semua sel, karena itu sel dan organisme yang berada di air tawar harus mempunyai mekanisme adaptasi untuk menegahnya agar tidak pecah sebagai akibat osmosis. Air laut bersifat hipertonik terhadap sitoplasma sejjuumlah sel, karena itu organisme laut harus dapat mencegah dehidrasi.
Transpor aktif: beberapa molekul dan ion dapat diangkut melalui membran sel melawan gradien konsentrasinya jika terdapat enzim yang cocok dan tersedia sumber energi.
Endositosis ; banyak sel yang menyelubungi
bahan yang ada dalam CES dengan membentuk lekukan lekukan ke dalam dari membran sel.
Eksostosis : beberapa sel mengeluarkan
bahan yang ada di dalam kantong yang dilapisi oleh membran