ppt metabolisme
DESCRIPTION
metabTRANSCRIPT
Kegunaan energi kimia dalam sel BIOSINTESIS KONTRAKSI DAN GERAKAN TRANSPOR AKTIF TRANSFER BAHAN GENETIK
Dari mana energinya?
Dari makanan. Energi yang diekstrak dari
makanan digunakan untuk memberi energi gugus fosfat agar dapat membentuk ATP.
ATP (Adenosin Tri Fosfat)
ATP memiliki energi yang dapat dilepaskan dengan mudah melalui pemutusan ikatan pada fosfat ketiga.
Energi yang dilepaskan digunakan untuk menjalankan proses-proses kehidupan.
ATP (Adenosin Tri Fosfat)
Pembebasan fosfat ketiga mengubah ATP menjadi molekul yang memiliki 2 gugus fosfat ( ADP).
ADP dapat membentuk ATP kembali bila terdapat gugus fosfat dan energi.
p p p
ATPenergikeluar
energimasuk
p p p p p p
Tanjakan energi
P + ADP P + ADP
Memperoleh Energi dari Makanan
■ Bagaimana makanan diubah menjadi energi?
■ Apakah nutrisi yang berbeda diekstrak energinya melalui cara yang berbeda?
Metabolisme
NUTRISI PENGHASIL
ENERGI
KarbohidratLemakProtein
HASIL AKHIRRENDAH ENERGI
CO2
H2ONH3
MAKRO-MOLEKUL
SEL
PolisakaridaLipidaProtein
Asam Nucleat
MOLEKUL PREKURSOR
Asam AminoGula
Asam LemakBasa Nitrogen
Katabolisme
ENERGIKIMIA
ATPNADH/NADPH
FADH2
Anabolisme
Tiga tahap katabolisme
1. DEGRADASI BIOMOLEKUL BESAR MENJADI
MOLEKUL “BUILDING BLOCK”
2. DEGRADASI MOLEKUL “BUILDING BLOCK”
MENJADI SENYAWA UMUM HASIL DEGRADASI
3. DEGRADASI SENYAWA UMUM HASIL
DEGRADASI MENJADI SENYAWA HASIL AKHIR
YANG SEDERHANA
MOLEKUL “BUILDING
BLOCK”MOLEKUL
BESAR
Katabolisme tahap I
Protein
Polisakarida
Lipida
Asam amino
Glukosa
Gliserol, Asam Lemak
HASILUMUM
DEGRADASI
MOLEKUL “BUILDING
BLOCK”
Katabolisme tahap II
Asam amino
Glukosa
Gliserol, Asam Lemak
Asam Piruvat
Asetil ko-A
HASIL AKHIR YAN
SEDRHANA
HASIL UMUM
Katabolisme tahap III
Asam Piruvat
Asetil ko-A
CO2
H2
O
Glikolisis
Terjadi di sitoplasma. Memotong 1 molekul gula berkarbon 6
menjadi 2 molekul gula berkarbon 3 (asam piruvat adalah hasil akhir).
Tidak menghasilkan banyak energi (hanya dihasilkan 2 ATP), tetapi dapat berlangsung sangat cepat dan tidak membutuhkan oksigen (anaerobik).
glukosa
glukosa 6-fosfat
fruktosa 6-fosfat
fruktosa 1,6-difosfat
ADP
ADPATP
ATP
fruktosa 1,6-difosfat
gliseraldehida 3-fosfat
Asam 1,3-difosfogliserat
2 NADH + 2 H+2 NAD+ + 2 P
2 ADP
2 ADP
2 ATP
2 ATP
Asam piruvat
Asam 3-fosfogliserat
Glikolisis
Beberapa bakteri dan jasad eukaryot hanya menggunakan Glikolisis sebagai cara untuk memperoleh energi.
Fermentasi alkohol yang dilakukan khamir pada keadaan tanpa oksigen mengubah asam piruvat menjadi alkohol.
Fermantasi asam laktat yang terjadi di banyak sel jaringan hewan pada keadaan tanpa oksigen mengubah asam piruvat menjadi asam laktat.
PERHITUNGAN ENERGI
Membutuhkan 2 ATP. Menghasilkan energi cukup
untuk menggabungkan fosfat ke 4 molekul ADP membentuk 4 ATP.
Hasil 4 ATP – perlu 2 ATP = Hasil bersih 2 ATP.
Berlari 30 detik
Perolehan energi melalui glikolisis, karena cepat.
Tidak membutuhkan oksigen (anaerobik).
Dihasilkan asam laktat yang dapat membakar otot.
Berlari 10 menit?
Perlu energi lebih banyak. Tidak boleh terbentuk asam laktat
terlalu banyak, maka kondisi tidak boleh anaerob.
Jangka waktu lari maksimal
Detik Menit
10 30 60
90 80 70% anaerobik
% aerobik
2 4 10 30 60 120
50 35 15 5 2 1
50 65 85 95 98 9910 20 30
RESPIRASI SEL
Tiga tahap penuaian energi Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektron
Respirasi sel dan Mitokondria Daur Krebs dan rangkaian
transpor elektron terjadi di dalam mitokondria
sel
membran dalam
Membran luar
mitokondrion
glikolisis
Daur Krebs
membrane luar
membrandalam
Rangkaian transpor elektron
kompartemendalam
H2O
O2
H+
e-
kompartemenluar
H+
H+
H +
H+
H+
H +
H +
H +
Peralihan antara Glikolisis dan Daur Krebs
Asam piruvat hasil glikolisis menuju ke mitokondria.
Berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koA, 1 molekul NADH, dan CO2.
Daur Krebs terjadi di kompartemen dalam dari mitokondria.
glikolisis
Asam piruvat
cytosolNAD+
koenzimA NADH Menuju ke
rangkaian transpor elektron
koA
CO2
Kompartemen dalam Daur Krebs
mitokondrion
asetll koenzim A
DaurKrebs
CoAasetil koenzim A
asam sitrat
CO2
NADHNAD+
asam oksaloasetat 1.
2.
3.
4.
5.
6.
asam -ketoglutarat
CO2
NAD+
NAD+
asam malat
NADH
NADHFADH2 FAD+
asam suksinat
ATP
turunan asam -ketoglutarat
ADP
6 NADH
2 FADH2
Rangkaian transpor elektron
CO2
2 ATP
GLYCOLYSISSUMMARY OF THE KREBS CYCLE
Ringkasan Daur Krebs
Asetil koA didegradasi sempurna menjadi CO2.
Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari setiap asetil koA yang memasuki Daur Krebs (total 2 ATP tiap glukosa).
Semua elektron dapat diikat dalam bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk diproses lebih lanjut melalui rangkaian transpor elektron.
Katabolisme, Transfer Elektron dan Reaksi Oksidasi Reduksi
Elektron dibebaskan dari oksidasi nutrisi selama katabolisme.
Elektron dipindahkan oleh pembawa elektron melalui suatu proses untuk menghasilkan ATP.
Oksidasi - Reduksi
Oksidasi: Pengambilan/pemindahan elektron dari suatu senyawa.
Reduksi:Penambahan/pemberian elektron kepada suatu senyawa.
OKSIDASI-REDUKSI DALAM SEL
Dalam sel hidup, beragam molekul terlibat dalam proses transfer energi. Masing-masing molekul memiliki kecenderungan untuk mendapatkan atau kehilangan elektron.
Di dalam sel, proses oksidasi dan reduksi tidak terjadi secara terpisah.
Proses oksidasi-reduksi yang terjadi berpasangan disebut REAKSI REDOKS.
PEMBAWA ELEKTRON
Molekul yang memindahkan elektron selama proses oksidasi reduksi di dalam sel.
NADH, FADH2 adalah molekul pembawa elektron
NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2 bentuk:
Bentuk membawa elektron atau atom hidrogen ( NADH) dan tanpa atom hidrogen (NAD+).
NAD+ berperan sebagai senyawa pengoksidasi, bila menerima atom hidrogen dan elektron, menjadi NADH.
NAD (Nikotinamida Dinukleotida)
NADH dapat memindahkan elektron ke molekul lain, dan kembali menjadi NAD.
Proses pemindahan ini dikendalikan/dilakukan oleh enzim.
NAD+
- -NADH NAD+
- -
kosong kosongterisi
NAD +
H
H
+
+
-
-
NAD
NAD
- -
-
-+
H
+ H+
+H
proton
teroksidasi
tereduksi
Rangkaian Transpor Elektron
■ NADH memindahkan elektron ke suatu rangkaian molekul yang terdapat di membran dalam mitokondria.
■ Perpindahan elektron mengakibatkan perpindahan ion H+ melawan gradien konsenrasi.
Rangkaian Transpor Elektron
■ Energi yang terbentuk pada saat masuknya kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP.
■ Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada tahap ini (32 ATP per glukosa).
Rangkaian Transpor Elektron
■ Di akhir rangkaian O2 + 2 electrons + 2 H+ = H2O.
■ Penyebab kebutuhan oksigen.
GLYCOLYSIS
ELECTRONTRANSPORTCHAIN
O2H2O
32ATP
KREBSCYCLE
SINTESIS ATP
mitokondriamitokondria
inner compartment
outer compartment
inner membrane
Kompartemen bagian luar
innermembrane
NADH
RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON
ATP synthesis
ADP + P
ATP
NAD+
2 H+ + 1/2 O2
H2OKompartemen bagian dalam
H+H+
H+H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+ H+H+
H+
H+
H+
H+
PROTEIN LEMAKKARBOHIDRAT
food
amino acids sugars glycerol fatty acids
GLIKOLISISglukosa
Asam piruvat
acetyl CoA
DAURKREB
NH3
(ammonia)
RANGKAIANTRANSPOR ELEKTRON
Molekul Molekul lain yang lain yang digunakadigunakan pada n pada respirasirespirasi
RESPIRASI SEL
Tiga tahap penuaian energi Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektron Reaksi secara keseluruhan:
C6H12O6 + 6 O2 + ADP 6 CO2 + 6 H2O + ATP.