Transcription
Hai Cinta.
[Musik]
Halo halo teman-teman selamat datang kembali di Kia Academy YouTube channel. Semoga teman-teman selalu sehat dan terus semangat. Di video sebelumnya kita sudah membahas konsep metabolisme. Kita tahu proses metabolisme dapat dipercepat oleh enzim sebagai biokatalisator dan di video yang sama kita juga membahas tentang enzim. Sekarang kita akan melanjutkan pembahasan tentang proses-proses metabolisme yang terdiri dari katabolisme dan anabolisme.
[Musik]
Katabolisme merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi lebih sederhana dan diakhir prosesnya dapat menghasilkan energi, sedangkan anabolisme sebaliknya menyusun senyawa sederhana menjadi kompleks dan dalam prosesnya membutuhkan energi. Nah, karena kompleksnya proses yang terjadi pada dua jenis metabolisme ini, di video kali ini kita fokuskan membahas katabolisme. Simak terus videonya ya.
Jadi sekarang kita sudah tahu konsep katabolisme yaitu proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Proses ini menghasilkan energi sehingga disebut juga dengan reaksi eksergonik. Melalui proses katabolisme ini energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk melakukan berbagai aktivitas. Energi tersebut berupa ATP. Proses katabolisme yang berlangsung dalam tubuh manusia berasal dari bahan makanan seperti karbohidrat, protein, dan lemak.
Salah satu contoh katabolisme adalah respirasi sel. Respirasi sel menggunakan molekul organik dari makanan seperti gula dan oksigen untuk menghasilkan energi yang disimpan dalam molekul ATP, karbondioksida, dan air. Nah, berdasarkan kebutuhan akan oksigen, katabolisme dibagi menjadi dua yaitu respirasi aerob merupakan respirasi yang membutuhkan oksigen bebas dari udara untuk menghasilkan energi dan respirasi anaerob yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen untuk menghasilkan energi.
[Musik]
Pertama, respirasi aerob. Respirasi yang membutuhkan oksigen. Respirasi sel yang sudah kita bahas sebelumnya merupakan contoh respirasi aerob. Organel sel yang berfungsi dalam menjalankan tugas pembentukan energi pada proses respirasi ini adalah mitokondria. Persamaan reaksi pada respirasi aerob yaitu C6H12O6 + 6O2 menjadi 6CO2 + 6H2O + ATP. Proses respirasi aerob mengubah energi kimia yang terkandung dalam sari makanan atau glukosa menjadi energi kimia dalam bentuk ATP.
Respirasi aerob dapat dibedakan menjadi empat tahap yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan transpor elektron. Kita akan membahas tahapan respirasi aerob ini satu per satu.
Tahapan pertama glikolisis. Glikolisis merupakan rangkaian reaksi pengubahan glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADPH dan ATP. Persamaan reaksi glikolisis yaitu glukosa + 2 ADP + 2 NAD+ menjadi 2 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH. Reaksi ini terjadi di sitosol.
Proses glikolisis dibagi menjadi 9 tahap. Glikolisis diawali dengan fosforilasi glukosa atau 6 atom C membentuk glukosa 6-fosfat. Glukosa 6-fosfat mengalami isomerisasi menjadi fruktosa 6-fosfat. Fruktosa 6-fosfat mengalami fosforilasi menjadi fruktosa 1,6 bifosfat. Setelah itu mengalami isomerisasi atau pemecahan menjadi fosfogliseraldehid. Fosfogliseraldehid mengalami oksidasi dan berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat merupakan senyawa tinggi energi. Dengan bantuan fosfogliserat kinase, 1,3 bifosfogliserat berubah menjadi 3-fosfogliserat. Setelah itu berisomerisasi menjadi 2-fosfogliserat, kemudian berubah menjadi fosfoenolpiruvat, lalu menjadi piruvat.
Pada tahap 1-4 proses glikolisis membutuhkan ATP. Kemudian pada tahap 5-9 menghasilkan ATP. Nah, teman-teman, inilah catatan untuk tahapan glikolisis sesuai pembahasan kita tadi ya. Bisa dipahami ya.
Tahapan respirasi aerob kedua yaitu dekarboksilasi oksidatif. Dekarboksilasi oksidatif berlangsung dalam matriks mitokondria untuk eukariotik, sedangkan pada sel prokariotik terjadi di sitosol atau cairan sitoplasma sel. Persamaan reaksi dekarboksilasi oksidatif adalah asam piruvat + koenzim A berubah menjadi asetil-koa + CO2.
[Musik]
Setiap asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asetil-koa atau koenzim A. Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi ke luar sel. Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gas hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh akseptor elektron NAD+ membentuk NADH. Asam piruvat diubah menjadi asetil-koa dengan menghasilkan NADH dan melepaskan CO2.
Tahapan respirasi aerob berikutnya siklus Krebs. Siklus ini disebut juga siklus asam sitrat. Siklus Krebs berlangsung di dalam matriks mitokondria pada kelompok eukariotik, sedangkan pada kelompok prokariotik berlangsung di dalam sitoplasma. Dari reaksi siklus Krebs dihasilkan 4 CO2 + 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2.
Tahap pertama pada siklus Krebs adalah proses pembentukan sitrat. Dalam proses ini terjadi penggabungan molekul asetil-koa dengan oksaloasetat yang membentuk asam sitrat yang dibantu oleh enzim sitrat sintase. Sitrat yang dihasilkan dari proses sebelumnya kemudian diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim akonitinase yang mengandung Mg2+. Terjadi proses dekarboksilasi atau perombakan pertama kali. Isositrat yang terbentuk dari tahapan sebelumnya dioksidasi menjadi oksalosuksinat yang terikat oleh enzim isositrat dehidrogenase. Pada tahap ini juga isositrat diubah menjadi alfa-ketoglutarat oleh enzim yang sama dan dibantu NADH. Terjadi proses pengubahan alfa-ketoglutarat menjadi suksinil-koa oleh enzim alfa-ketoglutarat kompleks dan proses oksidasi. Suksinil-koa kemudian diubah menjadi asam suksinat. Tidak hanya dibantu enzim, tahap pengubahan ini dibantu juga oleh Mg2+ dan GDP yang dengan fosfat membentuk GPP. GPP inilah yang diubah menjadi ATP. Asam suksinat akan dioksidasi menjadi asam fumarat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase. Pada tahap ini terjadi penambahan atom hidrogen pada ikatan karbon sehingga menghasilkan produk berupa asam malat. Asam malat kemudian dioksidasi untuk menghasilkan asam oksaloasetat yang dibantu dengan enzim malat dehidrogenase. Asam oksaloasetat akan ditangkap asetil-koa dan siklus Kreb terulang kembali.
Teman-teman, inilah catatan untuk siklus Krebs. Dan tahapan respirasi aerob terakhir adalah transpor elektron. Transpor elektron merupakan serangkaian peristiwa pemindahan elektron dan ion hidrogen atau H+. Transpor elektron berfungsi mengoksidasi NADH dan FADH2 menjadi ATP. Setiap hasil reaksi dari tahapan sebelumnya akan dikonversi menjadi ATP. Pada transpor elektron 1 NADH = 3 ATP dan 1 FADH2 = 2 ATP.
[Musik]
Terdapat perbedaan antara jumlah ATP yang dihasilkan oleh organisme eukariotik dan prokariotik. Pada organisme eukariotik, oksidasi NADH dan FADH2 terjadi dalam membran mitokondria. Namun, NADH hasil glikolisis dibentuk dalam sitosol. Akibatnya, NADH tersebut harus dimasukkan ke dalam mitokondria. Pemindahan 2 NADH hasil glikolisis tersebut memerlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 36. Organisme prokariotik tidak memiliki mitokondria sehingga tidak terjadi pengurangan ATP untuk pemindahan NADH ke dalam mitokondria. Jumlah total ATP yang dihasilkan mikroorganisme prokariotik sebanyak 38. Sampai di sini teman-teman bisa memahami respirasi aerob ini ya.
Berikutnya respirasi anaerob. Respirasi anaerob disebut juga reaksi fermentasi yaitu proses penguraian karbohidrat menjadi senyawa lain tanpa bantuan oksigen. Fermentasi ada dua yaitu fermentasi asam laktat terjadi pada sel-sel otot dan bakteri Lactobacillus sp., sedangkan fermentasi alkohol terjadi pada kamir atau ragi Saccharomyces cerevisae.
Fermentasi asam laktat adalah fermentasi glukosa yang menghasilkan asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Pada fermentasi asam laktat, asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membentuk asam laktat. Hasil akhir: 2 asam laktat + 2 ATP + 2 NAD+.
Pada fermentasi alkohol, asam piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol. Tahapan ini terjadi melalui dua langkah reaksi yaitu pembebasan CO2 dari asam piruvat yang kemudian diubah menjadi asetaldehid. Reaksi reduksi asetaldehid oleh NADH berubah menjadi etanol. NAD+ yang terbentuk akan digunakan untuk glikolisis. Hasil akhir reaksi ini adalah 2 etanol + 2 ATP + 2 CO2.
Dan inilah rangkuman perbedaan antara fermentasi asam laktat dengan fermentasi alkohol. Pada fermentasi asam laktat mekanismenya melibatkan hidrolisis, glikolisis, dan reduksi, sedangkan fermentasi alkohol mekanismenya melibatkan glikolisis, dekarboksilasi, dan reduksi. Fermentasi asam laktat terjadi pada bakteri Lactobacillus sp. dan sel otot organisme tingkat tinggi, sedangkan fermentasi alkohol terjadi pada kamir atau ragi Saccharomyces cerevisae. Produk yang dihasilkan pada fermentasi asam laktat berupa 2 ATP dan asam laktat, sedangkan fermentasi alkohol menghasilkan etanol, 2 ATP, dan CO2. Proses fermentasi asam laktat terjadi di dalam atau di luar sel, sedangkan fermentasi alkohol hanya di dalam sel. Sampai di sini teman-teman bisa memahaminya ya.
Agar teman-teman semakin paham, mari kita selesaikan contoh soal berikut.
Soal pertama: Diberikan reaksi tahapan glikolisis, kita diminta menentukan pernyataan yang sesuai dengan reaksi tersebut. Untuk menjawabnya, kita ingat lagi rangkaian tahapan glikolisis yang terdiri dari sembilan tahap. Pada tahap 1-4 proses glikolisis membutuhkan ATP, kemudian pada tahap 5-9 menghasilkan ATP. Tahapan glikolisis yang membutuhkan ATP adalah pada proses pengubahan glukosa menjadi 2-begal. Jumlah ATP yang dibutuhkan adalah 2 ATP, sedangkan tahapan selanjutnya menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH. Jadi, jawaban yang benar adalah C.
Soal kedua: Diberikan skema proses fermentasi, kita diminta mengisi bagian yang ditunjukkan oleh huruf X, Y, Z. Proses fermentasi pada soal merupakan fermentasi asam laktat karena hanya mengalami dua fase perubahan. Sebelumnya kita sudah belajar bahwa fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Dalam tahapan glikolisis, 2 ADP berubah menjadi 2 ATP. Jadi, bagian yang ditunjukkan oleh huruf X adalah 2 ATP, huruf Y adalah asam piruvat sebagai hasil dari glikolisis, dan huruf Z menunjukkan asam laktat sebagai hasil akhir dari fermentasi asam laktat. Jawaban yang sesuai adalah A.
Oke, teman-teman, berarti di video kali ini kita sudah belajar tentang salah satu bagian dari proses metabolisme yaitu katabolisme. Katabolisme terdiri respirasi aerob dan anaerob. Selama proses respirasi aerob dihasilkan 38 ATP dengan rincian sebagai berikut: dari proses glikolisis menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH, dekarboksilasi oksidatif 2 NADH, siklus Krebs 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2, dan pada transpor elektron semua hasil reaksi akan dikonversi menjadi ATP sehingga jumlah energi yang dihasilkan adalah 38 ATP. Sedangkan pada respirasi anaerob energi yang diperoleh lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerob. Energi yang dihasilkan yaitu 2 ATP pada setiap molekul glukosa dan berasal dari proses glikolisis.
Semoga bisa dipahami ya, teman-teman. Demikianlah pembahasan kita tentang katabolisme. Untuk pembahasan anabolisme sudah tersedia videonya ya. Jangan lupa tonton terus video-video terbaru di channel kita. Sampai jumpa di video berikutnya.
[Musik]
Hai hai.