Proses Reaksi Glikolisis (respirasi aerob)

Proses Reaksi Glikolisis (respirasi aerob)- Glikolisis merupakan reaksi tahap pertama secara aerob (cukup oksigen) yang berlangsung dalam mitokondria. Glikolisis berasal dari kata glyco = gula, lysis = memecah. Semua kehidupan di bumi melakukan glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen dan tidak menghasilkan banyak energi. Tahap glikolisis merupakan awal terjadinya respirasi sel. Glikolisis terjadi dalam sitoplasma dan hasil akhir glikolisis berupa senyawa asam piruvat. Glikolisis memiliki sifat-sifat, antara lain: glikolisis dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob, glikolisis melibatkan enzim ATP dan ADP, serta peranan ATP dan ADP pada glikolisis adalah memindahkan (mentransfer) fosfat dari molekul yang satu ke molekul yang lain. Pada sel eukariotik, glikolisis terjadi di sitoplasma (sitosol). Glikolisis terjadi melalui 10 tahapan yang terdiri dari 5 tahapan penggunaan energi dan 5 tahapan pelepasan energi. Berikut ini reaksi glikolisis secara lengkap:

Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar dapat bereaksi, glukosa diberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim heksokinase.Glikolisis ini terjadi pada saat sel memecah molekul glukosa yang mengandung 6 atom C (6C) menjadi 2 molekul asam piruvat yang mengandung 3 atom C (3C) yang melalui dua rangkaian reaksi yaitu rangkaian I (pelepasan energi) dan rangkaian II (membutuhkan oksigen) dengan uraian sebagai berikut.

reaksi glikolisis

reaksi glikolisis

Gambar 2.7 Reaksi glikolisis

Rangkaian I

Rangkaian I Reaksi Glikolisis (pelepasan energi) berlangsung di dalam sitoplasma (dalam kondisi anaerob) yaitu diawali dari reaksi penguraian molekul glukosa menjadi glukosa-6-fosfat yang membutuhkan (-1) energi dari ATP dan melepas 1 P. Jika glukosa-6-fosfat mendapat tambahan 1 P menjadi fruktosa-6-fosfat kemudian menjadi fruktosa 1,6 fosfat yang membutuhkan (-1) energi dari ATP yang melepas 1 P. Jadi untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa 1,6 fosfat, energi yang dibutuhkan sebanyak (-2) ATP. Selanjutnya fruktosa 1,6 fosfat masuk ke mitokondria dan mengalami lisis (pecah) menjadi dehidroksik aseton fosfat dan fosfogliseraldehid.

Rangkaian II

Rangkaian II Reaksi Glikolisis (membutuhkan oksigen) berlangsung di dalam mitokondria (dalam kondisi awal), molekul fosfogliseraldehid yang mengalami reaksi fosforilasi (penambahan gugus fosfat) dan dalam waktu yang bersamaan, juga terjadi reaksi dehidrogenasi (pelepasan atom H) yang ditangkap oleh akseptor hidrogen, yaitu koenzim NAD. Dengan lepasnya 2 atom H, fosfogliseraldehid berubah menjadi 2×1,3-asam difosfogliseral kemudian berubah menjadi 2×3-asam fosfogliseral yang menghasilkan (+2) energi ATP. Selanjutnya 2×3-asam fosfogliseral tersebut berubah menjadi 2xasam piruvat dengan menghasilkan (+2) energi ATP serta H2O (sebagai hasil sisa). Jadi, energi hasil akhir bersih untuk mengubah glukosa menjadi 2 x asam piruvat, adalah:

Energi yang dibutuhkan Tahap I : (-2) ATP

Energi yang dihasilkan Tahap II : (+4) ATP

Energi hasil akhir bersih : 2 ATP

Pada perjalanan reaksi berikutnya, asam piruvat tergantung pada ketersediaan oksigen dalam sel. Jika oksigen cukup tersedia, asam piruvat dalam mitokondria akan mengalami dekarboksilasi oksidatif yaitu mengalami pelepasan CO2 dan reaksi oksidasi dengan pelepasan 2 atom H (reaksidehidrogenasi). Selama proses tersebut berlangsung, maka asam piruvat akan bergabung dengan koenzim A (KoA–SH) yang membentuk asetil koenzim A (asetyl KoA). Dalam suasana aerob yang berlangsung di membran krista mitakondria terbentuk juga hasil yang lain, yaitu NADH2 dari NAD yang menangkap lepasnya 2 atom H yang berasal dari reaksi dehidrogenasi. Kemudian kumpulan NADH2 diikat oleh rantai respirasi di dalam mitokondria. Setelah asam piruvat bergabung dengan koenzim dan membentuk asetil Co-A kemudian masuk dalam tahap siklus Krebs.

Jika Anda amati lebih cermat lagi, Anda akan mengetahui pada tahapan mana sajakah energi ( ATP) dibentuk. Nah, proses pembentukan ATP inilah yang disebut fosforilasi. Pada tahapan glikolisis tersebut, enzim mentransfer gugus fosfat dari substrat (molekul organik dalam glikolisis) ke ADP sehingga prosesnya disebut fosforilasi tingkat substrat. Keseluruhan reaksi glikolisis, dapat dibuat persamaaan reaksi sebagai berikut:

Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2 Piruvat + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+

Selain glukosa, bahan makanan yang Anda konsumsi tidak selalu mengandung gula sederhana seperti glukosa saja. Kadang-kadang Anda mengkonsumsi bahan-bahan yang mengandung gula kompleks (karbohidrat kompleks) seperti maltosa, laktosa, dan sukrosa. Kemudian, dapatkah gula-gula atau karbohidrat yang kompleks tersebut langsung dimetabolisme oleh sel? Tentu saja tidak, bahan-bahan yang belum sederhana tersebut harus dirombak dahulu sehingga menjadi bahan yang dapat dimetabolisme langsung oleh sel. Bukankah Anda sudah mengetahui macam-macam gula? Maltosa, sukrosa, dan laktosa terlebih dahulu diubah menjadi monomer penyusunnya yaitu glukosa dan gula sederhana yang lain yaitu fruktosa atau galaktosa. Selanjutnya, glukosa atau gula-gula sederhana akan masuk siklus glikolisis seperti biasa. Glukosa akan diubah menjadi glukosa 6P dan seterusnya sehingga dapat dihasilkan 2 asam piruvat. Lalu, bagaimana dengan fruktosa dan manosa? Fruktosa dan manosa dapat langsung diubah menjadi fruktosa 6P.

Dari gambaran proses kimia pada respirasi an-aerobik di atas tampak bahwa :

1) respirasi an-aerob merupakan pembongkaran glukosa yang tidak sempurna,

2) hanya menghasilkan 2 ATP dari tiap mol glukosa yang dibongkar,

3) Entropi besar karena hasil pembongkarannya menghasilkan sampah yang berupa senyawa yang masih menyimpan energi cukup besar, yaitu :

a) Ethanol + CO2 , atau

b) Asam laktat

4) Sebagian energi terbuang dalam bentuk panas

Dengan demikian, respirasi aerob merupakan pembongkaran yang jauh lebih efisien,karena :

1) dapat membongkar jauh lebih sempurna dengan zat sisa berupa molekul kecil, yaitu CO2 dan H2O

2) Dapat menghasilkan 36 ATP dari setiap pembakaran 1 mol glukosa

3) Energi yang terbuang dalam bentuk panas sangat kecil Pembongkaran glukosa sumber energi dalam suasana aerobik yang melibatkan proses-proses glikolisis (disitosol) dan daur Krebs (di matrik mitokondria) disebut peristiwa pembakaran sempurna.

Sumber Bacaan:

  • Fictor Ferdinand P, dkk. Praktek Biologi 12 untuk SMA/MA kelas XII: Jakarta. BSE 2009
  • Indun Kistinnah. Biologi 12 untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta. BSE 2008
  • Langkah Sembiring, dkk. Biologi 12 untuk SMA/MA Kelas XII: Jakarta. BES 2009
  • Siti Nur Rochmah, dkk. BIOLOGI 12. Untuk SMA/MA Kelas XII

Artikel Terkait

1 Comment

Add a Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014 Frontier Theme