Minggu, 20 Desember 2009

Tinjauan Pustaka Praktikum Biologi Umum "RESPIRASI"

2.1 Pengertian Respirasi
Respirasi dapat diartikan sebagai proses yang dilakukan oleh organisme untuk menghasilkan energi dari hasil metabolisme. Ada dua macam respirasi, yaitu respirasi eksternal (luar) dan internal (dalam). Respirasi luar (bernapas) meliputi proses pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 dan uap air antara organisme dengan lingkungan. Respirasi internal disebut juga pernapasan seluler karena pernapasan ini terjadi di dalam sitoplasma dan mitokondria. Respirasi seluler melalui tiga tahap, yaitu glikolisis, siklus krebs dan transfer elektron (Pratiwi, 2004).
Respirasi adalah proses katabolisme yang merupakan mekanisme oksidasi zat organik yang dilakukan sel hidup untuk menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan dipergunakan untuk berbagai aktifitas hidup, seperti transpor aktif melalui membrane sel, sintesis zat organik, aktifitas syaraf dan gerak (John H, 2004)
Katabolisme adalah penguraian atau pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi. Proses katabolisme yang terjadi pada makhluk hidup antara lain respirasi aerob (desimilasi) dan fermentasi atau respirasi anaerob (pernapasan intra molekul). Tahapan respirasi terdiri atas glikolisis, siklus krebs, dan rantai transpor elektron. Glikolisis terjadi di luar mitokondria, yaitu pada matriks sitoplasma (sitosol). Adapun siklus krebs dan rantai transpor elektron terjadi di dalam mitokondria (Karmana, 2007).

2.2 Respirasi Aerob dan Anaerob
2.2.1 Respirasi Aerob
Respirasi aerob adalah penguraian bahan makanan dengan menggunakan oksigen bebas untuk menghasilkan energi. Tahapan respirasi aerob terdiri atas glikolisis, siklus krebs, dan rantai transpor elektron. Respirasi aerob yang membutuhkan oksigen dan udara, sebagai berikut :
C6H12O6+6O2 → 6CO2+6H2O+675 kal
(John H, 1992)

2.2.1.1 Glikolisis
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi. Dalam hal ini, yang diubah adalah glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi senyawa asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Proses glikolisis berlangsung dalam sitoplasma secara anaerob. Secara ringkas pada proses glikolisis terjadi reaksi sebagai berikut :
glukosa asam piruvat + energi
(Karmana, 2007)

2.2.1.2 Siklus Krebs
Siklus krebs atau daur krebs merupakan siklus yang terjadi setelah glikolisis. Pada siklus krebs, asam piruvat hasil glikolisis akan memasuki mitokondria. Di dalam mitokondria terjadi rangakaian reaksi seperti pada bagan berikut :
1. Asam piruvat yang berasal dari proses glikolisis masuk ke siklus krebs setelah bereaksi dengan NAD+ dan koenzim A atau KoA. Selanjutnya terbentuk senyawa asetil-KoA. Pada peristiwa ini, CO2 dan NADH dibebaskan sehingga terjadi perubahan jumlah atom C yaitu dari 3C (asam piruvat) menjadi 2C (asetil-KoA).
2. Kemudian, terjadi reaksi antara asetil-KoA (2C) dan oksaloasetat (4C) sehingga terbentuklah asam sitrat (6C). Pada peristiwa ini, KoA dibebaskan kembali.
3. Setelah terjadi dua kali reaksi hidrolisis, terbentuk asam isositrat. Reaksi antara asam sitrat (6C) dan NAD+ menghasilkan asam alfa ketoglutarat (5C) dan membebaskan CO2.
4. Peristiwa berikutnya adalah pembentukan asam suksinat (4C) yang dihasilkan setelah bereaksi dengan NAD+ dan membebaskan NADH serta CO2. Setelah itu, dihasilkan pula ATP setelah terjadi reaksi dengan ADP dan asam fosfat anorganik.
5. Asam suksinat yang terbentuk kemudian bereaksi dengan FAD sehingga terbentuk asam fumarat (4C) dan membebaskan FADH2. Asam fumarat kemudian mengalami reaksi hidrolisis menjadi asam malat.
6. Asam malat kemudian bereaksi dengan NAD+ sehingga terbentuk asam oksaloasetat (4C) dan membebaskan NADH. Setelah asam oksaloasetat akan kembali bereaksi dengan asetil-KoA.
(Karmana, 2007)

2.2.1.3 Rantai Transpor Elektron
Rantai transpor elektron terjadi dalam ruang intermembran mitokondria. Sistem ini berperan membentuk energi selama oksidasi dari enzim pereduksi. Rantai transpor elektron merupakan sistem yang kompleks dan melibatkan NADH,FAD dan molekul-molekul lainnya. Berikut penguraian sistemnya :
1. Enzim dehidrogenase mengambil hidogren dari NADH yang merupakan substrat dan hidogren mengalami ionisasi sebagai berikut : 2H→2H+ + 2e
Proton hidogren mereduksi koenzim
NAD + H+ → NADH
NADH dari matriks mitokondria masuk ke ruang intermembran melewati membran dalam, kemudian masuk ke dalam sistem rantai transpor elektron.
2. NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidogren kepada flaro protein (FP) atau flarin mononukleotida (FMN) atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidogren. Dari flaro protein atau FAD, setiap proton atau hidogren dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk membentuk H2O.
3. Elektron akan berpindah dari ubiquinon (Q) ke sitokrom b→sitokrom c1→sitokrom c→sitokrom a→sitokrom a3 dan terakhir oleh molekul oksigen untuk membentuk molekul H2O.
(Karmana, 2007)

2.2.2 Respirasi Anaerob
Merupakan pemecahan molekul komplek/senyawa organic menjadi senyawa sederhana tanpa menggunakan oksigen. Merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai penerima ion hidogren. Berdasarkan hasil akhir, fermentasi dibedakan menjadi :
2.2.2.1 Fermentasi Alkohol
Piruvat diubah menjadi etanol (etil alkohol) dalam dua langkah. Langkah pertama melepaskan karbondioksida dari piruvat, yang diubah menjadi senyawa asetaldehida berkarbon dua. Dalam langkah kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol. Ini meregenerasi pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis. Fermentasi alkohol oleh ragi, suatu jamur (fungus), digunakan dalam pembuatan bird an anggur. Banyak bakteri yang melakukan fermentasi alkohol dalam kondisi anaerobik (Campbell, 1999)
2.2.2.2 Fermentasi Asam Laktat
Piruvat direduksi langsung oleh NADH untuk membentuk laktat sebagi produk limbahnya tanpa melepas CO2(laktat merupakan bentuk terionisasi dari asam laktat). Fermentasi asam laktat oleh fungi dan bakteri tertentu digunakan dalam industri susu untuk membuat keju, yoghurt. Aseton dan methanol (metil alkohol) merupakan beberapa produk sampingan fermentasi mikroba jenis lain yang penting secara komersial (Campbell, 1999).

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar