Masing-masing dari 20 asam amino yang diakui oleh aminoasil spesifiktrna sintetase nya. Para synthetases biasanya terdiri dari 1-4 subunit

Transkripsi

1 Asam Amino Aktivasi Selama aktivasi asam amino asam amino (aa) melekat pada trna yang berhubungan. Reaksi kopling yang dikatalisis oleh kelompok enzim yang disebut-trna synthetases aminoasil (dinamakan setelah reaksi produktrna aminoasil atau aa-trna). Hasil reaksi kopling dalam dua langkah: 1. aa + ATP aa-amp + PP, (pirofosfat) 2. aa-amp + trna aa-trna + AMP Asam amino digabungkan dengan nukleotida kedua dari belakang di akhir 3'dari trna (A dalam urutan CCA) melalui ikatan ester (roll over dalam ilustrasi). Pembentukan ikatan ester menghemat sebagian besar energi dari reaksi aktivasi. Energi yang tersimpan ini menyediakan sebagian besar energi yang diperlukan untuk ikatan peptida pembentukan selama terjemahan. Masing-masing dari 20 asam amino yang diakui oleh aminoasil spesifiktrna sintetase nya. Para synthetases biasanya terdiri dari 1-4 subunit protein trna. Enzim bervariasi dalam struktur meskipun mereka semua melakukan yang sama jenis reaksi mengikat yang diberikan oleh ATP, satu asam amino yang spesifik dan sesuai. Kekhasan aktivasi asam amino sebagai hal penting untuk keakuratan translasi sebagai pencocokan yang benar dari kodon dengan antikodon tersebut. Alasannya adalah bahwa ribosom hanya melihat antikodon dari trna selama terjemahan. Dengan demikian, ribosom tidak akan dapat membedakan antara trna dengan antikodon sama tetapi dikaitkan dengan asam amino yang berbeda. Frekuensi kesalahan reaksi aktivasi asam amino kira-kira 1 dalam meskipun perbedaan struktur kecil di antara beberapa asam amino. Aktivasi Asam Amino - Langkah pertama dalam terjemahan adalah aktivasi asam amino. 20 asam amino yang umum ditemukan dalam protein yang pertama disaring untuk menghilangkan isomer D. Hanya asam amino L ambil bagian dalam sintesis protein. Banyak asam amino lainnya umum yang tidak digunakan dalam sintesis protein, misalnya citrulline, alanin, alanin β, dll juga ditolak. Aktivasi asam amino terjadi melalui kelompok karboksil mereka. Setiap asam amino dikatalisis oleh enzim sendiri mengaktifkan khusus, disebut sintetase trna aminoasil, untuk membentuk sebuah siklase aminoasil (aaa) (AMP aminoasil) dengan adanya ATP. Ikatan energi tinggi asil terbentuk antara α-fosfat A TP dan kelompok karboksil dari asam amino. aa + ATP + E ----> E.aa-- AMP + PPi

2 Asam amino + ATP + Aminoasil trna sintetase ----> (Mengaktifkan enzim) Aminoasil siklase sintetase + (AMP aminoasil) Pirofosfat anorganik Para fosfat β dan γ A TP melepaskan diri sebagai pyrophosphates anorganik (PPi). AMP aminoasil tetap terikat pada aktivasi enzymethe mengaktifkan asam amino dengan mengaktifkan enzim memiliki tingkat besar kekhususan, masing-masing asam amino diaktifkan oleh enzim tertentu. Namun, beberapa mengaktifkan enzim dapat mengaktifkan lebih dari satu asam amino, misalnya sintetase trna isoleusin juga dapat mengaktifkan valin. Perbandingan dengan DNA The 50S subunit ribosom. RNA dalam oker, protein dengan warna biru. Situs aktif di tengah (merah). RNA dan DNA keduanya asam nukleat, tetapi berbeda dalam tiga cara utama. Pertama, tidak seperti DNA yang beruntai ganda, RNA merupakan molekul-tunggal terdampar di sebagian besar peran biologis dan memiliki rantai lebih pendek dari nukleotida. Kedua, sedangkan DNA mengandung deoksiribosa, RNA mengandung ribosa (tidak ada gugus hidroksil yang melekat pada cincin pentosa dalam 2 ' posisi dalam DNA). Kelompok-kelompok hidroksil membuat RNA kurang stabil dari DNA karena lebih rentan terhadap hidrolisis. Ketiga, basis pelengkap untuk adenin tidak timin, karena dalam DNA, melainkan urasil, yang merupakan unmethylated bentuk timin. [1] Seperti DNA, RNA biologis yang paling aktif, termasuk mrna, trna, rrna, snrnas dan lain -coding RNA non, mengandung-komplementer urutan diri yang memungkinkan bagian dari RNA untuk melipat dan pasangan dengan dirinya sendiri untuk membentuk heliks ganda. Analisis struktur RNA ini telah mengungkapkan bahwa mereka sangat terstruktur. Tidak seperti DNA, struktur mereka tidak terdiri dari heliks ganda yang panjang tetapi lebih pendek koleksi heliks dikemas bersamasama ke dalam struktur serupa dengan protein. Dengan cara ini, RNA dapat mencapai kimia katalisis, seperti enzim. [2] Sebagai contoh, penentuan struktur sebuah ribosom-enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan peptida-mengungkapkan bahwa situs aktif seluruhnya terdiri dari RNA. [3] [ sunting ]Struktur Watson-Crick base pasangan dalam sirna (atom hidrogen tidak ditampilkan)

3 Setiap nukleotida pada RNA mengandung ribosa gula, dengan karbon nomor 1 'sampai 5'. Basa melekat pada posisi 1, biasanya adenin (A), sitosin (C), guanin (G) atau urasil (U). Adenin dan guanin adalah purin, sitosin dan urasil yang pirimidin. Sebuah fosfat kelompok melekat ke 5 '3' posisi satu ribosa dan posisi berikutnya. Kelompok-kelompok fosfat memiliki muatan negatif masing-masing pada ph fisiologis, membuat RNA molekul dibebankan (polyanion). Dasar dapat membentuk ikatan hidrogen antara sitosin dan guanin, antara adenin dan urasil dan antara guanin dan urasil. [4] Namun interaksi lainnya yang mungkin, seperti kelompok basis adenin mengikat satu sama lain dalam suatu tonjolan, [5] atau GNRA tetraloop yang memiliki-adenin basa guanin-pasangan. [4] Struktur kimia RNA Sebuah fitur struktural penting dari RNA yang membedakannya dari DNA adalah adanya hidroksi kelompok di 2 posisi dari gula ribosa. Kehadiran kelompok fungsional ini menyebabkan helix untuk mengadopsi -bentuk geometri A daripada bentuk-b yang paling umum diamati pada DNA. [6] Hal ini menghasilkan dan sempit dalam alur utama sangat dan lebar alur kecil dan dangkal. [ 7] Konsekuensi kedua dari kehadiran kelompok 2'-hidroksil adalah bahwa di daerah conformationally fleksibel sebuah molekul RNA (yaitu, tidak terlibat dalam pembentukan double helix), itu kimiawi dapat menyerang ikatan fosfodiester berdekatan dengan membelah backbone. [8] Struktur sekunder dari telomerase RNA. RNA ditranskripsi dengan hanya empat basa (adenin, sitosin, guanin dan urasil), [9] tetapi ada dasar diubah banyak dan gula dalam RNA matang. Pseudouridine (Î ), di mana hubungan antara urasil dan ribosa berubah dari C -N ikatan ke-c ikatan C, dan ribothymidine (T), ditemukan di berbagai tempat (terutama di loop TÎ C dari trna ). [10] lain yang penting adalah dasar diubah hipoksantin, basa adenin deaminated yang nukleosida disebut inosin (I). Inosin memainkan peran penting dalam hipotesis goyangan dari kode genetik. [11] Ada yang terjadi diubah nukleosida 100 lainnya alami hampir, [12] yang pseudouridine dan nukleosida dengan 2'--methylribose O adalah yang paling umum. [13] peran spesifik dari banyak modifikasi pada RNA tidak sepenuhnya dipahami. Namun, perlu dicatat bahwa dalam RNA ribosom, banyak modifikasi pasca-transkripsi terjadi di daerah yang sangat fungsional, seperti pusat transferase peptidil dan antarmuka subunit, menyiratkan bahwa mereka adalah penting untuk fungsi normal. [14] Bentuk fungsional dari molekul RNA beruntai tunggal, seperti protein, sering membutuhkan spesifik struktur tersier. Perancah untuk struktur ini disediakan oleh struktur sekunder unsur-unsur yang ikatan hidrogen dalam molekul. Hal ini menyebabkan beberapa dikenali "domain" dari struktur sekunder seperti loop jepit rambut, tonjolan dan loop internal.

4 [15] Sejak RNA dibebankan, ion logam seperti Mg 2 + yang diperlukan untuk menstabilkan dan banyak sekunder struktur tersier. [16] Dari sudut pandang genetika, molekul DNA memiliki dua atribut utama. Yang pertama adalah bahwa ia mampu mereplikasi-untuk membuat salinan itu sendiri yang dapat dikirimkan ke sel lain, sehingga karakteristik menyampaikan tepat nya genetik. Gambar 2.1 adalah diagram yang menunjukkan bagaimana replikasi DNA menghasilkan dua untai putri benar-benar baru dan identik DNA. Atribut penting kedua adalah bahwa hal itu toko petunjuk rinci untuk memproduksi spesifik protein-molekul yang penting untuk setiap aspek kehidupan. DNA adalah cetak biru atau template untuk membuat protein, dan banyak perilaku dan fisiologi (kehidupan proses dan fungsi) dari organisme hidup tergantung pada repertoar molekul protein DNA-nya tahu cara pembuatan. Fungsi DNA tergantung pada strukturnya. Untai ganda DNA adalah blok bangunan terdiri dari individu yang disebut nukleotida yang dipasangkan dan dihubungkan dengan ikatan kimia. nukleotida berisi salah satu dari empat basa nitrogen: purin (basa nitrogen dengan dua cincin) adenin (A) dan guanin (G), atau pirimidin (basa nitrogen dengan satu cincin; pirimidin lebih kecil dari purin) sitosin (C) dan timin (T). Dua untai DNA berbaring berdampingan untuk membuat urutan diprediksi pasangan basa nitrogen. (Lihat Gambar 2.2.) Sebuah struktur DNA yang stabil terbentuk ketika dua untaian yang terpisah jarak yang konstan, yang dapat terjadi hanya bila purin (A atau G) pada satu untai dipasangkan dengan pirimidin (T atau C) di sisi lain untai. A hanya dapat membuat pasangan dengan T, dan G hanya dapat memasangkan dengan C. Protein adalah molekul yang melakukan semua reaksi kimia yang diperlukan untuk hidup dan memberikan struktur dan bentuk sel-sel. Sifat dari tiap protein tergantung terutama pada bentuknya, yang ditentukan oleh urutan blok bangunan, yang dikenal sebagai asam amino. Protein mungkin sulit seperti kolagen, protein yang paling berlimpah dalam tubuh manusia, atau mereka mungkin melar seperti elastin, protein yang bercampur dengan kolagen untuk membuat lebih lembut, jaringan lebih fleksibel seperti kulit. Gambar 2.3 menunjukkan bentuk empat jenis struktur protein. GAMBAR 2.1 Replikasi DNA. Replikasi DNA Argosy Publishing, Thomson Gale. Protein dapat bertindak sebagai komponen struktur, bangunan jaringan tubuh. Sebagai contoh, beberapa protein dalam telur termasuk ikatan

5 yang bertindak seperti sebuah poros, yang memungkinkan bagian lain dari molekul untuk berputar seperti roda. Tapi ketika telur dipanaskan, obligasi ini istirahat atau "mengubah sifat sesuatu benda," mengunci "roda" dari molekul di tempat. Inilah sebabnya mengapa telur akan keras saat Anda memasaknya. Enzim seperti laktase, yang membantu dalam pencernaan laktosa (gula susu), dan hormon seperti insulin (hormon yang mengatur metabolisme karbohidrat dengan kadar gula darah mengendalikan) adalah protein yang bertindak untuk memfasilitasi dan reaksi kimia langsung. Pertahanan protein, yang mampu memerangi invasi oleh bakteri atau virus, yang tertanam di dinding sel dan bertindak sebagai saluran, yang menentukan zat untuk membiarkan ke dalam sel dan yang untuk memblokir. Beberapa bakteri tahu bagaimana membuat protein yang melindungi mereka dari antibiotik (zat-zat seperti penisilin dan streptomisin yang menghambat pertumbuhan atau menghancurkan mikroorganisme), sedangkan sistem kekebalan tubuh manusia dapat membuat protein yang menargetkan bakteri atau kuman lainnya GAMBAR 2.2 Asam deoksiribonukleat (DNA) SUMBER: "deoxyribonucleic Acid (DNA)" dalam Berbicara Daftar Istilah Genetika, US Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Human Genome Research Institute, DIR / VIP / Glossary / Ilustrasi / dna.shtml (diakses 3 Februari 2005) untuk kehancuran. Banyak proses biologi penting tergantung pada fungsi yang sangat spesifik protein. Protein dan Asam Amino Semua protein terdiri dari blok bangunan yang disebut asam amino. (Lihat Gambar 2.4.) Ada dua puluh jenis asam amino yang berbeda, dan masing-masing memiliki komposisi kimia yang sedikit berbeda. Struktur dan fungsi dari tiap protein tergantung pada perusahaan-urutan asam amino pada protein yang mengandung seratus asam amino, perubahan dalam satu pun secara dramatis dapat mempengaruhi fungsi dari protein. Asam amino adalah kelompok molekul kecil yang bertindak seperti Gambar 2.3 Protein SUMBER: "Protein," dalam Berbicara Daftar Istilah Genetika, US Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Human Genome Research Institute, / Daftar Istilah / Ilustrasi / protein.shtml (diakses 3 Februari 2005)

6 potongan teka-teki gambar, menghubungkan bersama dalam rantai untuk membentuk protein. Setiap link asam amino terhadap sesama manusia, dengan jenis khusus dari ikatan kovalen (ikatan kovalen atom terus bersama-sama) disebut ikatan peptida. Banyak asam amino link bersama, berdampingan, untuk membuat protein. Gambar 2.5 adalah diagram struktur protein. Protein rentang panjang 5-50 asam amino, terkait kepala ke ekor. Selain kemampuannya untuk membentuk ikatan peptida untuk tetangganya, asam amino juga mengandung molekul yang disebut kelompok pelengkap samping. Tergantung pada pengaturan atom tertentu dari kelompok sisi, tetangga asam amino yang mendorong pengalaman yang berbeda dan menarik karena mereka menarik atau menolak satu sama lain. Kombinasi dari ikatan peptida side-by-side menghubungkan asam amino ke rantai, bersama dengan pengaruh tambahan dari sisi kelompok, "liku" protein ke dalam bentuk tertentu. Bentuk ini disebut konformasi protein, yang menentukan bagaimana protein berinteraksi dengan molekul lain. GAMBAR 2.4 Asam amino SUMBER: "Asam Amino," dalam Berbicara Daftar Istilah Genetika, US Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Human Genome Research Institute, VIP / Daftar Istilah / Ilustrasi / amino_acid.shtml (diakses 3 Februari 2005) GAMBAR 2.5 Skema diagram struktur primer protein SUMBER:. "Skema diagram struktur protein primer asam amino yang dihubungkan kepala ke ekor, sehingga pada satu sisi ada kelompok amino bebas, dan pada kelompok lain karboksil bebas Protein biasanya asam amino panjang,. "dalam Genetika, vol. 3, K-P, Macmillan Reference USA, Gale Group, 2002 Gen dan Protein Sepanjang molekul DNA, terdapat wilayah yang memegang instruksi untuk memproduksi spesifik protein-urutan tertentu asam amino dihubungkan berdampingan. Wilayah ini disebut gen protein-encoding dan merupakan elemen penting dari pemahaman modern kita genetika. Seperti sebuah jukebox yang memegang seratus lagu tetapi hanya memainkan yang Anda pilih pada waktu tertentu, sebuah molekul DNA dapat berisi mana saja dari lusin untuk beberapa ribu gen protein-

7 encoding. Namun, seperti dengan jukebox, pada setiap waktu hanya beberapa gen ini akan "menyatakan", yaitu, dihidupkan untuk secara aktif menghasilkan protein mereka tahu bagaimana membuat. Instruksi protein sintesis DNA hadir dalam diinterpretasikan dan ditindak lanjuti oleh asam ribonukleat (RNA). RNA, seperti namanya, adalah sama dengan DNA, kecuali bahwa gula pada RNA adalah ribosa (bukan deoksiribosa), basa yang urasil (U) menggantikan timin (T), dan RNA molekul biasanya beruntai tunggal dan lebih pendek dari DNA molekul. (Lihat Gambar 2.6.) RNA digunakan untuk menuliskan dan menerjemahkan kode genetik yang terkandung dalam DNA. Transkripsi adalah proses dimana molekul RNA (mrna) dibuat, dan terjemahan adalah sintesis protein menggunakan kode mrna. Gambar 2.7 menunjukkan transkripsi mrna dan bagaimana mrna terlibat dalam sintesis protein (terjemahan). Genetik Sintesis Protein Bagaimana gen membuat protein? Proses sintesis protein cukup kompleks. Ikhtisar ini menggambarkan urutan dasar sintesis protein, yang meliputi langkah-langkah berikut: gen adalah dipicu untuk ekspresi-untuk mensintesis protein. Setengah dari gen disalin ke dalam untai tunggal dari mrna dalam suatu proses yang disebut transkripsi. Jangkar mrna ke ribosom, suatu organel (atau kompartemen sel yang terikat membran) di mana sintesis protein terjadi. Setiap urutan tiga mendasarkan pada mrna, yang disebut kodon, menggunakan jenis hak transfer RNA (trna) untuk mengambil sebuah asam amino yang sesuai dari sel. (Lihat Gambar 2.8.) Sebuah string dari asam amino dipasang pada sisi, ribosom berdampingan, dalam urutan yang sama dengan kodon pada mrna, yang, pada gilirannya, sesuai dengan urutan basa dari molekul DNA asli dalam proses yang disebut terjemahan. Ketika kodon semuanya telah dibaca dan seluruh urutan asam amino telah dirakit, protein dilepaskan untuk memutar ke dalam bentuk akhir. Pertama, molekul DNA menerima pemicu menceritakannya untuk mengekspresikan gen tertentu. Banyak pengaruh dapat memicu ekspresi gen termasuk sinyal kimia dari hormon dan sinyal energik dari energi elektromagnetik cahaya atau lainnya. Sebagai contoh, tulang punggung spiral dari molekul DNA benar-benar dapat membawa berdenyut sinyalsinyal listrik yang berpartisipasi dalam mengaktifkan ekspresi gen. Setelah gen telah dipicu untuk ekspresi, suatu sistem enzim khusus menyebabkan spiral ganda DNA untuk musim semi jarak antara awal dan akhir dari urutan gen. Proses ini mirip dengan ritsleting dengan gigi yang tetap terhubung atas dan di bawah area tertentu, tetapi pop terbuka untuk membuat celah di sepanjang bagian dari panjang ritsleting itu.

8 Pada titik ini, pasangan basa DNA yang membentuk gen urutan dipisahkan. Replikasi DNA didasarkan pada pemahaman bahwa setiap nukleotida timin terpapar (T) akan mengambil sebuah adenin (A) dan sebaliknya, sedangkan sitosin terkena (C) akan terhubung ke guanin tersedia (G) dan sebaliknya. Berikut proses yang sama berlangsung kecuali bukan unzip dan menyalin seluruh panjang GAMBAR 2.6 Asam ribonukleat (RNA) SUMBER: "Asam ribonukleat (RNA)," dalam Berbicara Daftar Istilah Genetika, US Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Human Genome Research Institute, / DIR / VIP / Glossary / Ilustrasi / rna.shtml (diakses 3 Februari 2005) Molekul DNA, hanya daerah antara awal dan akhir gen disalin. Dan daripada membuat spiral ganda baru, hanya satu sisi gen yang direplikasi, menciptakan, untai tunggal khusus yang disebut basa mrna. Setelah mrna telah membuat salinan dari satu sisi gen, itu memisahkan dari molekul DNA. DNA kembali ke keadaan semula dan istirahat molekul mrna jauh, akhirnya menghubungkan ke suatu organel di dalam sel disebut ribosom. (Gambar 2.9 adalah gambar sebuah ribosom.) Jangkar sini ke jenis lain yang disebut RNA ribosomal RNA (rrna). Ini adalah tempat sintesis protein sebenarnya terjadi. Menggunakan sistem pengkodean khusus genetik, setiap urutan tiga basa pada mrna disalin dari gen digunakan untuk "menangkap" sebuah asam amino yang sesuai mengambang di dalam sel. Ini urutan dari tiga dasar tersebut adalah kodon, dan mereka link ke trna. Suatu bentuk yang berbeda trna digunakan untuk menangkap setiap jenis asam amino yang berbeda. trna kemudian menangkap asam amino yang sesuai. Satu demi satu, mrna's kodon yang menyebabkan trna yang sesuai yang akan diambil dan terkait, sisi oleh GAMBAR 2.7 mrna SUMBER: "mrna," dalam Berbicara Daftar Istilah Genetika, US Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Human Genome Research Institute, / Daftar Istilah / Ilustrasi / mrna.shtml (diakses 3 Februari 2005) sisi, menggunakan ikatan peptida untuk menghubungkan mereka. Ketika kodon terakhir telah dibaca dan urutan peptida seluruh selesai, molekul protein yang baru terbentuk dilepaskan dari ribosom. Ketika ini terjadi, semua kelompok sisi dapat berinteraksi, memutar protein ke dalam

9 bentuk akhir. Dengan cara ini, gen protein-encoding mampu memproduksi protein dari serangkaian basa DNA. Ads by Google Read more: Memahami Genetika - Kode DNA Untuk Protein - Amino, mrna, Asam, Gambar, Asam, dan Molekul Cid&u= kdxvp9osngz_vzlq#ixzz12flsyfrh DNA DNA adalah rantai doble heliks berpilin yang berfungsi sebagi pewaris sifat dan sintesis protein. Struktur DNA (deoxyribosenucleic acid) yaitu: 1. gula 5 karbon (deoksiribosa) 2. gugus fosfat 3. basa nitrogen. Bentuk DNA adalah rantai double heliks berpilin ke kanan. Dalam DNA terdapat struktur-struktur di atas. Namun, jika diambil 1 lempeng yang mengandung ikatan fosfat, gula dan basa nitrogen, maka lempeng tersebut disebut nukleotida. Jika plat itu hanya basa nitrogen dan gula saja maka disebut nukleosida. Maka, DNA adalah polimer dari nukleotida. Gula deoksiribosa pada DNA merupakan gula lima karbon yang kehilangan 1 atom oksigen. Gula deoksiribosa memegang basa nitrogen pada atom karbon nomor 1, sedangkan atom C nomor 5 berikatan dengan gugus fosfat. Gugus fosfat ini saling berikatan dengan gugus fosfat lainnya membentuk ikatan fosfodiester. Karena DNA merupakan rantai ganda dan atom-atom karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5â -kode genetik-3â, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3â -kode genetik5â. Pengaturan ini disebut konfigurasi antiparalel. Ada 4 jenis basa nitrogen yang berikatan pada DNA yaitu adenine, thymine, cytosine dan guanine. Berdasarkan struktur cincinnya, maka ada 2 kelompok basa nitrogen yaituu purin(adenine dan guanine yang bercincin 2) dan pirimidin(cytosine dan thymine yang bercincin satu, pada RNA, thymin diganti oleh uracil). Basa Purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin melalui ikatan hidrogen. Adenine selalu berpasangan dengan hymine melalui 2 ikatan hidrogen sedangkan cytosine berpasangan dengan guanine melalui 3 ikatan hidrogen.

10 REPLIKASI DNA Replikasi DNA berarti penggandaan. Ada 3 model replikasi DNA yaitu : 1. Model konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA bereplikasi tanpa memisahkan rantai-rantainya 2. Model semi konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA berpisah kemudian bereplikasi 3. Model dispersig. Model ini menyatakan bahwa DNA terpecah menjadi potongan-potongan yang kemudian bereplikasi Meselson dan Stahl membuktikan bahwa DNA bereplikasi sesuai model semi-konservatif. Replikasi membutuhkan sesuatu untuk direplikasi, sesuatu yang mereplikasi dan batu bata yang membuat replikasi. DNA parental(dna induk) bertindak sebagai cetakan (template). Proses replikasi terbagi atas 3 tahap: â Inisiasi. Replikasi tidak berlangsung pada titik acak pada DNA namun berlangsung pada awal yang disebut tempat awal replikasi. Protein inisiator menempel pada daerah tersebut kemudian berikatan menyebatkan rantai heliks terbuka untuk menunjukkan satu rantai yang digunakan untuk membangun rantai baru. â Elongasi. DNA polimerase bertugas untuk memasangkan basa nitrogen baru dengan rantai DNA lama sehingga terbentuklah rantai DNA yang baru. DNA polimerasememanmbahkan basa-basa baru ke ujung 3 rantai yang ada, kemudian mereka mensintesis dari arah 5â ke 3â dengan menyediakan rantai basa pasangan untuk cetakan. DNA polimerase juga butuh primer untuk memulai sintesis, primer ini bisa berupa pasangan basa nitrogen tertentu (Poly A atau TATA Box) atau rantai RNA â Terminasi. Replikasi berakhir saat DNA Polimerase mengenali daerah basa nitrogen yang diulang-ulang, daerah ini disebut telomer.maka terbentuklah rantai DNA yang baru. Pada Sintesis protein, salah satu rantai DNA akan dikodekan oleh mrna. Rantai yang dikodekan tersebut disebut DNA Sense atau DNA template, sedangkan rantai pasangannya yang tidak dicetak disebut DNA Antisense atau DNA Komplementer. Triplet kode-kode genetik DNA yang dikodekan oleh mrna disebut kodogen. RNA Berbeda dengan DNA, RNA merupakan rantai panjang lurus yang berfungsi dalam sintesis protein. Terdapat 3 jenis RNA yaitu: 1. mrna(messenger RNA atau RNA duta/rnad), bertugas untuk mengkodekan kode genetik dari DNA untuk sintesis protein. Terdapat di anak inti.sel. Triplet kode genetik pada mrna disebut kodon. 2. trna(transfer RNA atau RNAt), bertugas untuk mencocokkan triplet yang ada pada mrna dengan protein yang sesuai. Terdapat di sitoplasma. Triplet kode genetik pada trna disebut antikodon.

11 3. rrna(ribosomal RNA atau RNAr), bertugas untuk memasangkan kodon mrna dengan antikodon trna dan menggeser rantai-rantai supaya terbentuk polipeptida(protein). Terdapat di ribosom. Struktur RNA(ribosenucleic acid) yaitu â Gula 5 karbon ribosa â Gugus fosfat â Basa nitrogen yang persis sama dengan basa nitrogen DNA namun pada mrna thymine diganti dengan uracil. PERSIAPAN SEBELUM SINTESIS PROTEIN Sebelum sintesis protein dilakukan, perlulah diadakan persiapan yang menyeluruh, salah satunya pemasangan asam amino pada salah satu ujung trna. 1 asam amino harus diikatkan pasada salah satu ujung trna dengan antikodon yang benar, namun protein ini sesuai dengan kodon bukan antikodon. Enzim yang melakukan proses ini adalah enzim trna aminoasil sintetase. Enzim ini mengikatkan asam amino pada bagian sisi asam amino kemudian trna dengan antikodon spesifik untuk asam aminonya. trna dan asam amino berikatan pada enzim sebelum akhirnya dilepaskan. SINTESIS PROTEIN Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu: 1. Transkripsi. DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mrna berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi(dicopy, istilah lainnya). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotidanukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mrna. Contoh transkripsi: Sense/Template 5â -TACCGACCGGGAAAT-3â Antisense/Komplementer 3â -ATGGCTGGCCCTTTA-5â mrna 3â -AUGGCUGGCCCUUUA-5â 2. Translasi dan Sintesis. mrna yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rrna. Disana mrna masuk ke rrna diikuti oleh trna. Ketika antikodon pada trna cocok dengan kodon mrna kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mrna berikutnya dicocokkan dengan trna kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. trna pertama keluar dari rrna. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mrna dan trna keluar dari ribosom.

12 mrna 3â -AUGGCUGGCCCUUUA-5â trna 5â -UACCGACCGGGAAAU-3â KODE GENETIK Protein yang terbentuk dalam sintesis protein mengikuti kode genetik berdasarkan kode genetik mrna(kodon). Kode genetik itu berbentuk triplet sehingga terjadi kelimpahan kode untuk protein. 1 protein bisa mempunyai lebih dari 1 triplet genetik. Yang perlu diingat adalah triplet untuk kodon start(awal) untuk sintesis protesin dan stop untuk menghentikan proses sintesis protein. Kodon start: AUG, proteinnya methionine Kodon stop : UAA,UAG, UGA Huruf Kedua Huruf pertama U C A G Huruf Ketiga U UUU Phe UCU Se UAU Tyr UGU Cys U UUC UCC UAC UGC C UUA Leu UCA UAA Stop UGA Stop A UUG UCG UAG Stop UGG Trp G C CUU Leu CCU Pro CAU His CGU Arg U CUC CCC CAC CGC C CU CCA CAA Gln CGA A CUG CCG CAG CGG G A AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser U AUC ACC AAC AGC C AUA ACA AAA Lys AGA Arg A AUG Met ACG AAG AGG G G GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U GUC GCC GAC GGC C GUA GCA GAA Glu GGA A GUG GCG GAG GGG G Rumus cepat:mrna=dna komplementer=dna antisense=kode protein trna=dna template=dna sense=kodogen Dari DNA ke RNA, T diganti menjadi U. Diposkan oleh Fransiska Lovianette Valentine Sherenity di komentar Label: biologi, xii ipa ANABOLISME : FOTOSINTESIS Fotosintesis terjadi di berbagai variasi organisme dan dalam bentuk berbeda, termsuk fotosintasis yang menghasilkan oksigen(oksigenik) dan tidak menghasilkan oksigen(anoksigenik). Fotosintesis anoksigenik biasanya terjadi di 4 kelompok bakteri yang berbeda: bakteri ungu, bakteri hijau sulfur, bakteri hijau non-sulfur dan heliobakteri. Fotosintesis oksigenik terjadi pada cyanobacteria, 7 kelompok alga dan

13 semua tumbuhan daratan. Fotosintesis oksigenik dan anoksigenik mempunyai pigmen yang sama yang digunakan untuk menangkap energi cahaya, namun penyusunan dan kerja pigemn ini berbeda. Fotosintesis terdiri dari 3 tahap yaitu menangkap energi dari cahaya matahari, menggunakan energi untuk membuat ATP dan NADPH dan menggunakan ATP dan NADPH untuk membuat senyawa organik dari CO2. Fotosintesis terjadi di kloroplast. Membran dalam kloropas, membran tilakoid ada penerusan dari lapisan fosfolipid bilayer yang diatur menjadi kantung-kantung pipih yang ditumpuk jadi satu. Struktur tumpukan ini dinamakan grana. Stroma adalah lingka=ungan di sekitar tilakoid berisi cairan semi-liquid. Grana dan membran tilakoid mengandung klorofil sedangkan stroma mengandung banyak enzimuntuk reaksi pembentukan senyawa organik. Pada membran tilakoid, pigmen fotosintesis dijajarkan bersama membentuk fotosistem. Fotosintesis terbagi atas 2 reaksi yaitu reaksi terang atau reaksi bergantung cahaya dan reaksi gelap atau reaksi tidak bergantung cahaya. Reaksi terang terjadi di grana, persisnya di membran tilakoid. Reaksi terang menggunakan 2 fotosistem yang berhubungan. Fotosistem I menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm maka disebut P700, berfungsi untuk menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nm maka disebut P680, berfungsi untuk membuat potensial oksidasi cukup tinggi sehingga bisa memecah air. Bila bekerja bersama, 2 fotosistem ini melakukan proses fotofosforilasi nonsiklik yang menghasilkan ATP dan NADPH. Fotosistem I mentransfer elektron ke NADP+ untuk membentuk NADPH. Kehilangan elektron digantikan oleh elektron dari fotosistem II. Fotosistem II dengan potensial oksidasinya yang tinggi dapat memecah air untuk menggantikan elektron yang ditransfer ke fotosistem I. Kedua fotosistem ini dihubungkan oleh kompleks pembawa elektron yang disebut sitokrom/komplek b6-f. Kompleks ini menggunakan energi dari pemindahan elektron untuk memindahakan proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan oleh enzim ATP sintase. Saat pusat reaksi Fotosistem II menyerap foton, elektron tereksitasi pada molekul klorofil P680, yang mentransfer elektron ini ke akseptor elektron. P680 teroksidasi melepaskan elektron dari kulit terluar atom Mg. Atom Mg yang teroksidasi dengan bantuan enzim pemecah air, melepaskan elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air. Proses ini membuat P680 menyerap 4 foton untuk melengkapi oksidasi 2 molekul air dan mengahsilkan 1 oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh plastoquinon dan kemudian diterima oleh kompleks b6-f. Kehadiran elektron menyebabkan kompleks memompa proton ke celah tilakoid, kemudian elektron dibawa oleh plastosianin ke fotosistem I.

14 Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton maka elektronnya tereksitasi. â Lobangâ yang ditinggal elektron segera ditempatin olek elektron dari Fotosistem II, sedangkan elektron yang tereksitasi tersebut ditanggap oleh ferredoxin. Ferredoxin tereduksi membawa elektron dengan potensial yang tinggi kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk membentuk NADPH.Reaksi ini dikatalisasi oleh enzim NADPH reduktase. Enzim ATP sintase menggunakan gradien proton yang tercipta saat tranpor elektron untuk mensintesis ATP dari ADP + Pi. Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Berbeda dengan reaksi terang, reaksi gelap atau reaksi tidak bergantung cahaya bisa terjadi pada saat siang dan malam, namun pada siang hari laju reaksi gelap tentu lebih rendah dari laju reaksi terang. Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/pgal. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi. Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3. Untuk beberapa tumbuhan, mereka terpaksa melakukan fotosintesis dengan cara yang sedikit berbeda karena kondisi lingkungan. RuBP, alihalih mengikat CO2, justru mengikat O2 sehingga berubah menjadi glikolat dan terurai. Proses ini disebut fotorespirasi. Saat fiksasi karbon, CO2 dan O2 berkompetisi untuk berikatan dengan RuBP. Pada kondisi normal bersuhu 25 C, 20% fiksasi karbon untuk fotosintesis hilang karena fotorespirasi. Kemungkinan makin meningkat saat kondisi panas, kering dan stomata menutup di siang hari untuk menyimpan air. Kondisi ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi. Untuk menanggulangi hal tersebut, maka tanaman mengikatkan CO2 ke fosfoenolpiruvat(pep), dikatalisis oleh PEP karboksilase dan membentuk senyawa 4 karbon, biasanya oksaloasetat. Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan ini terjadi disel

15 mesofil. Oksaloasetat kemudian berubah menhadi malat yang memasuki sel seludang dan disanalah malat melepaskan CO2 untuk memulai siklus Calvin. Mala berubah menjadi piruvat yang keluar menuju sel mesofil, berubah menjadi PEP untuk berikatan lagi dengan CO2. Contoh tumbuhan C4 yaitu jagung. Mekanisme fotosintesis lainnya yaitu CAM (Crassulacean Acid Metabolism). Tumbuhan CAM melakukan persis sama yang dilakukan tumbuhan C4 namun peristiwanya terjadi di sel mesofil dan fiksasi CO2 menggunakan PEP di malam hari dan sikuls Calvin terjadi di siang hari. Diposkan oleh Fransiska Lovianette Valentine Sherenity di komentar METABOLISME SEL:KATABOLISME METABOLISME SEL:KATABOLISME Berbagai reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup untuk mempertahankan hidup disebut metabolisme. Metabolisme terbagi menjadi 2 bagian, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah reaksi kimia yang memerlukan energi untuk membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Katabolisme adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Dalam tubuh organisme, terdapat ribuan proses kimia yang berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena itu, produk suatu enzim bisa menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua reaksi kimia dalam organisme hidup diatur dengan mengatur kerja katalisator. ENZIM Enzim merupakan pemercepat laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi didalamnya, atau disebut juga katalisator. Karena enzim terdapat di dalam organisme hidup maka enzim disebut biokatalisator. Enzim bekerja spesifik(hanya dapat mengikat 1 jenis substrat) dan diperlukan dalam jumlah sedikit. Sebagian besar enzim terdiri dari protein globular(apoenzim) dengan 1 atau lebih celah yang disebut sisi aktif pada permukaannya. Substrat menempel pada sisi aktif enzim dan membentuk kompleks enzimsubstrat. Disini energi aktivasi untuk memutuskan ikatan kimia atau membentuk ikatan kimia baru substrat diturunkan. Setelah proses selesai, substrat sudah menjadi produk dan segera lepas enzim, sehingga enzim dapat bekerja mengikat substrat lagi. Enzim bekerja secara reversible dan berulang-ulang. Dengan kata lain, suatu enzim dapat merubah substrat menjadi produk dan produk kembali menjadi substrat. Enzim bekerja mengikat substrat baru setelah produk dihasilkan sampai kebutuhan akan produk sudah terpenuhi.

16 Kerja katalis enzim dipengaruhi oleh konsentrasi substrat dan enzim yang bekerja itu sendiri. Apapun yang mempengaruhi enzim dapat merubah struktur 3 dimensinya dan kemampuannya untuk mengikat substra. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim: 1. Suhu. Menaikkan suhu pada reaksi yang tidak dikatalisasi dapat meningkatkan laju reaksi kimianya karena tambahan energi meningkatkan pergerakan molekul. Laju reaksi terkatalisasi-enzim juga ditingkatkan oleh suhu, tapi hanya mencapai titik yang disebut suhu optimum. Dibawah suhu ini, ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik yang menentukan bentuk enzim tidak cukup fleksibel untuk mengizinkan pengikatan optimal untuk katlis. Di bawah suhu, gaya ini terlalu lemah untuk menahan bentuk enzim melawan kenaikan pergerakan acak atomatom pada enzim. Pada suhu yang lebih tinggi, enzim terdenaturasi, struktur proteinnya berubah sehingga tidak bisa digunakan untuk reaksi kimia alias rusak. Namun, pada suhu yang rendah, enzim menjadi tidak aktif. 2. ph. Interaksi ionik antara residu asam amino yang berlawanan muatan, seperti asam glutamat(-) dan lisin(+), juga menyanggah enzim bersama. Interaksi ini sangat sensitif konsentrasi ion dimana biasanya enzim terlarut karena begitu konsentrasinya berubah, keseimbangan antara residu asam amino yang bermuatan positif dan negatif akan berubah. Karena itu, kebanyakan enzim bekerja pada ph optimum dari 68. Namun, enzim yang bekerja pada kondisi yang sangat asama, seperti pepsin, dpat mempertahankan bentuk 3 dimensional proteinnya di dalam konsentrasi tinggi ion hidrogen. 3. Penghambat (inhibitor) dan pengaktivasi (aktivator). Kerja enzim sangat sensitif terhadap kehadiran substansi yang dapat mengikat enzim dan menyebabkan bentuk enzim itu berubah. Namun, melalui substansi ini, sel dapat mengatur kapan enzim aktif dan tidak aktif pada waktu tertentu. Kemampuan ini membuat sel dapat meningkatkan efisiensi dan mengontrol perubahan karakteristik selama perkembangn. Substansi yang mengikat enzim dan menurunkan aktivitasnya disebut inhibitor(penghambat). Banyak kejadian bahwa dimana suatu produk akhir dari jalur metabolisme menjadi penghambat pada reaksi awal., proses ini disebut mekanisme penghambat. Penghambatan ini ada 2 cara: penghambat kompetitif yang melekat pada sisi aktid enzim sehingga enzim tidak dapat berikatan dengan substrat dan penghambat nonkompetitif yang berikatan pada bagian lain enzim sehingga bentuk sisi aktif enzim berubah dan tidak dapat berikatan dengan substrat. Cara yang sama digunakan untuk mengaktivasi enzim. Pengaktivasi allosterik mengikat pada bagianlain enzim(allosterik) dan membuat enzim bekerja lebih dari biasanya. 4. Kofaktor enzim. Fungsi enzim biasanya diikuti oleh suatu zat kimia yang disebut kofaktor, yang bisa berupa ion besi. Jika kofaktornya adalah molekul organik nonprotein maka disebut koenzim. ATP

17 Semua transaksi kimia di dalam sel menggunakan mata uang energi yaitu nukleotidak Adenosin Trifosfat, yang memberi energi untuk setiap kegiatan sel. ATP tersusun oleh 3 bagian yaitu gula 5 karbon yaitu ribosa, basa nitrogen purin dengan 2 cincin karbon-nitrogen, adenin dan rantai 3 fosfat. Rahasia bagaimana ATP menyimpan energi terdapat pada grup trifosfatnya. Grup fosfat ini sangat bermuatan negatif dan mereka berikatan satu sama lain dengan kuat, namun ikatan kovalen yang menggabungkan fosfat tidak stabil. Ikatan yang tidak stabil ini membuat fosfta di dalam ATP punya energi aktivasi yang rendah dan mudah putus akibat hidrolisis. Saat putus, mereka mengluarkan jumlah energi yang besar. Dengan kata lain, hidrolisis ATP mempnuyai ∠G negatif dan energi yang dikeluarkan dapat digunakan untuk aktivitas. Dalam sebagian reaksi yang melibatkan ATP, hanya ikatan fosfat berenergi tinggi paling luar saja yang dihidrolisis, memisahkan grup fosfat yang paling akhir. Saat ini terjadi, ATP menjadi Adenoisin Difosfat(ADP) ditambah 1 fosfat anorganik(pi). 2 terminal gugus fofat paling luar bisa dihidrolisis sehingga tersisa Adenosin Monofosfat(AMP), namun gugus fosfat yang terakhir ini tidak berenergi tinggi. KATABOLISME : RESPIRASI SELULER Tumbuhan, alga dan beberapa bakteri mengambil energi dari sinar matahari melalui fotosintesis, merubah energi cahaya menjadi energi kimia, untuk digunakan membuat makanan disebut organisme autotrof.. Sebaliknya, oprganisme yang hidup dari hasil produksi organisme autotrof atau tidak bisa membuat makan sendiri disebut organisme heterotrof. Organisme heterotrog memecah makanan mereka menjadi energi. Proses oksidasi senyawa organik untuk mendapat energi dari pemutusan ikatan kimia pada tingkatan sel disebut respirasi seluler. Ada 2 macam respirasi yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. RESPIRASI AEROB Proses repirasi disebut aerob karena dibutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron, selain itu disebut respirasi anaerob atau fermentasi. Respirasi aerob terdapat 4 tahap utama yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs dan Transpor Elektron. Glikolisis adalah 10 tahap pertama biokimia yang menghasilkan ATP pada fosforilasi tingakt substrat. Untuk 1 molekul glukosa, 2 ATP digunakan pada 3 tahap pertama dan 4 ATP dihasilkan pada 4 tahap terakhir. Hasil kotor glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat(3c), 2 ATP, 2 NADH dan 2 H2O. Glikolisis terjadi di sitosol/sitoplasma dan bisa

18 dianggap proses anaerob karena belum menggunakan oksigen. Ringkasan tahapan glikolisis: â Fosforilasi glukosa oleh ATP â Penyusunan kembali struktur glukosa yang terfosforilasi, diikuti oleh fosforilasi kedua. â Molekul glukosa(6c) akhirnya pecah menjadi 2 senyawa 3 karbon berlainan yaitu Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P atau PGAL) dan satunya lagi yaitu Dihydroxylacetone phosphate (DHAP). DHAP segera diubah menjadi PGAL oleh enzim isomerase. (Proses perubahan ini mencapai kesetimbangan di dalam tabung reaksi namun hal ini tidak terjadi di dalam tubuh makhluk hidup) â Oksidasi yang diikuti oleh fosforilasi dari fosfat anorganik(bukan dari ATP) menghasilkan 2 NADH dan 2 molekul difosfogliserat(bpg/pga), masing-masing dengan 1 ikatan fosfat berenergi tinggi â Pelepasan ikatan berenergi tinggi dengan 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan meninggalkan 2 molekul fosfogliserat(pga) â Pelepasan air menyebabkan 2 molekul fosfoenolpiruvat dengan ikatan fosfat energi tinggi â Pelepasan fosfat energi tinggi oleh 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan hasil akhir glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat. Enzim-enzim dalam proses glikolisis yaitu: -Heksokinase: Fosforilasi glukosa oleh ATP sehingga menghasilkan glukosa 6 fosfat -Fosfoglukoisomerase: Penyusunan molekul glukosa terfosforilasi menjadi fruktosa terfosforilasi(fruktosa 6 fosfat) -Fosfofruktokinase: Fosforilasi fruktosa 6 fosfat oleh ATP sehingga menghasilkan Fruktosa 1,6 Difosfat -Aldolase:Memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dihidroksilaseton fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat -Isomerase:Mengubah semua dihidroksilaseton fosfat menjadi gliseraldehida 3 fosfat -Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase atau triosa fosfat dehidrogenase: Fosforilasi Gliseraldehida 3 fosfat oleh fosfat anorganik dari sitosol, oksidasi untuk membentuk NADH sehingga menghasilkan 1,3 difosfogliserat -Fosfogliserokinase: Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga menghasilkan 3 fosfogliserat -Fosfogliseromutase: Merubah 3 fosfogliserat menjadi 2 fosfogliserat -Enolase Menghasilkan air sehingga terbentuk fosfoenolpiruvat -Piruvat kinase Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga hasil akhir berupa asam piruvat Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap kedua dimana 2 molekul asam piruvat yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa dirubah menjadi senyawa berkarbon 2 yaitu asetil CoA(asetil koenzim A) dengan melepaskan 2 CO2 dan 2 NADH. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di dalam membran luar mitokondria. Enzim yang berperan adalah CoA dan piruvat dehirogenase

19 yang berfungsi mereduksi piruvat sehingga melepaskan Co2 dan NADH serta berikatan dengan piruvat tereduksi(asetil) untuk dibawa ke mitokondria. Siklus Krebs adalah tahap ketiga dengan 9 reaksi dimana gugus asetil dari piruvat dioksidasi sehingga menghasilkan NADH, FADH, ATP dan CO2. Siklus ini dinamakan siklus Krebs karena ditemukan oleh Hans Krebs. Siklus Krebs bisa disbut juga siklus asam sitrat karena senyawa yang pertama kali terbentuk adalah asam sitrat. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan ringkasan tahapannya sebagai berikut: â Asetil CoA ditambah Oksaloasetat menghasilkan molekul sitrat yang berkarbon 6. â Penyusunan kembali molekul sitrat dan dekarboksilasi. 5 reaksi berikutnya menyederhanakan sitrat ke molekul 5 karbon dan kemudian ke molekul 4 karbon yaitu suksinat. Selama reaksi ini berlangsung, dihasilkan 2 NADH dan 1 ATP. â Regenerasi oksaloasetat. Suksinat melewati 3 reaksi tambahan untuk menjadi oksaloasetat. Selama proses ini, dihasilkan 1 NADH dan 2 FADH. Enzim-enzim yang digunakan: -Sitrat sintetase: Membentuk sitrat dari oksaloasetat dan asetil CoA. Kerja enzim ini irreversible dan terhambat saat konsentrasi ATP tinggi dan dipicu ketika konsentrasi ATP rendah -Akonitase: Penyusunan kembali molekul sitrat dengan memindahkan gugus H dan OH pada karbon berlainan, membentuk isositrat -Isositrat dehidrogenase: Mengoksidasi isositrat sehingga dihasilkan NADH dan CO2, sehingga isositrat berubah menjadi molekul 5 karbon, α ketoglutarat -α ketoglutarat dehidrogenase: Mengoksidasi α ketoglutarat membentuk gugus suksinil yang bersatu dengan Coa sehingga terbentuk suksinil CoA -Suksinil KoA sintetase: Pelepasan ikatan antara gugus suksinil dan KoA untuk dijadikan ATP sehingga molekul tersisa menjadi Suksinat -Suksinat dehidrogenase: Mengoksidasi suksinat menjadi fumarat dan menghasilkan FADH -Fumarase: Menambahkan air ke fumarat untuk membentuk malat -Malat dehidrogenase: Mengoksidasi malat dan melepaskan NADH sehingga terbentuk kembali oksaloasetat Rantai transport elektron adalah proses terakhir untuk mengahsilkan ATP, H2O yang terjadi di membran dalam/krista mitokondria. Pada tahap ini, elektron yang dibawa oleh NADH ditransfer ke berbagai pembawa elektron supaya energinya bisa digunakan untuk memompa proton. Gradien proton yang dibuat oleh transpor elektron digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. Proses pemompaan proton untuk menghasilkan ATP juga disebut kemiosmosis.

20 Enzim-enzim yang terlibat anatara lain NADH dehidrogenase (melepaskan ion H dari NAD dan mengoper elektron ke ubiquinon), ubiquinon (mengoper elektron ke komplek protein sitrokrom), kompleks bc1 (memompa proton dan mengoper elektron ke sitrokrom c), sitokrom c (mereduksi oksigen dengan 4 elektron membentuk air), ATP sintase (memompa proton untuk menghasilkan ATP). Hasil akhir respirasi seluler: 1. Glikolisis, hasil 2 ATP, 2 piruvat, 2 NADH, 2 H2O 2. Dekarboksilasi oksidatif, hasil 2 NADH, 2 CO2 3. Siklus Krebs, hasil 6 HADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP 4. Transpor elektron, hasil 34 ATP, H2O. Jumlah bersih ATP : 38 ATP(36 ATP karena 2 ATP dipakai untuk memasukkan NADH ke mitokondria, 30 ATP karena membran mitokondria agak bocor sehingga proton bisa lewat tanpa melalui ATP sintase dan mitokondria terkadang memakai gradien proton untuk keperluan lain seperti memasukkan piruvat ke matriks daripada sintesis ATP). RESPIRASI ANAEROB Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi. Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus Co2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon, asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan. Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam laktat yang menyebabkan pegal-pegal.