BIOLOGI JURNAL ANABOLISME DAN KATABOLISME MEILIA PUSPITA SARI (KIMIA I A) PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA Jalan Ir. H. Juanda No. 95 Ciputat Tangerang Tahun Ajaran 2012/2013
Metabolisme dibagi menjadi dua, yaitu Anabolisme dan Katabolisme. Contoh anabolisme adalah fotosintesis. Dalam fotosintesis terjadi dua tahap yaitu terjadi reaksi terang dan terjadi reaksi gelap. Sedangkan untuk contoh katabolisme adalah katabolisme pada karbohidrat. Dimana pada katabolime karbohidrat terjadi pemecahan polisakarida menjadi monosakarida dan pemakaian glukosa dalam proses respirasi. Proses respirasi terbagi menjadi dua, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Untuk respirasi aerob terdiri dari glikolisis, siklus krebs, sistem transpor elektron (TPE). Sedangkan pada respirasi anaerob terjadi proses fermentasi. Anabolisme (biosintesis) merupakan proses pembentukan makromolekul (lebih kompleks) dari molekul yang lebih sederhana. Makromolekul yang dimaksud misalnya komponen sel (protein, karbohidrat, lemak, dan asam nukleat). Oleh karena proses pembentukannya memerlukan energi bebas maka disebut reaksi endergonik. Dalam pembentukkan glikogen, lemak dan protein berfungsi sebagai bakar cadangan untuk katabolisme. Sedangkan untuk pembentukkan asam nukleat berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik. Contoh anabolisme adalah fotosintesis. Proses anabolisme memerlukan energi cahaya untuk melakukan fotosintesis dan energi kimia untuk kemosintesis. Fotosintesis adalah peristiwa penggunaan energi cahaya untuk membentuk senyawa karbohidrat dari karbondioksida dan air. Proses fotosintesis terjadi di kloroplas. Dalam fotosintesis terjadi dua tahap yaitu terjadi reaksi terang dan terjadi reaksi gelap. Reaksi terang Reaksi terang adalah reaksi yang memerlukan energi. Terjadi tiga proses berlangsung di dalam kloroplas. 1. Pigmen fotosintesis menyerap energi cahaya dan melepas elektron yang akan masuk ke transpor elektron. 2. Molekul air pecah, terbentuk ATP dan NADPH, dan oksigen dilepaskan. 3. Pigmen fotosintesis menerima elektron kembali.
Reaksi gelap Reaksi gelap atau biasa disebut dengan Siklus Calvin Benson merupakan reaksi yang tidak memerlukan energi cahaya. Reaksi tersebut dapat berlangsung jika terdapat ATP dan NADPH. ATP dan NADPH dihasilkan dari reaksi terang. Katabolisme merupakan proses pemecahan makromolekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Misalnya pengubahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O dalam proses respirasi. Proses ini menghasilkan energi bebas sehingga disebut reaksi eksergonik. Energi tersebut tersimpan dalam bentuk molekul pembawa energi tinggi antara lain adenosin triphosphat (ATP) dan nikotinamida adenin dinukleotida phosphat (NADPH). Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Katabolisme karbohidrat adalah pemecahan molekul karbohidrat menjadi unit yang lebih kecil. Pada katabolime karbohidrat terjadi pemecahan polisakarida menjadi monosakarida dan pemakaian glukosa dalam proses respirasi. Pemecahan polisakarida menjadi monosakarida merupakan proses pemecahan polisakarida (pati) maupun disakarida menjadi monosakarida (gula sederhana), glukosa, galaktosa dan fruktosa yang terjadi di saluran pencernaan dengan melibatkan enzim di pencernaan. Contoh: 1. Pati yang dikunyah atau dimakan akan bercampur dengan enzim ptialin dan akan dipecah menjadi maltosa disakarida dan glukosa. 2. Laktosa yang akan bercampur dengan enzim laktase yang dicerna di usus dan akan dipecah menjadi glukosa dan galaktosa. Pemakaian glukosa dalam proses respirasi Dalam Proses respirasi tersebut terbagi menjadi dua, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
Respirasi aerob merupakan pembakaran yang melibatkan oksigen dan pernapasan. Untuk respirasi aerob terdiri dari glikolisis, siklus krebs, sistem transpor elektron (TPE). Glikolisis adalah proses pengubahan glukosa menjadi molekul asam piruvat di dalam sitoplasma. Hasil dari glikolisis adalah 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADPH dan 2 molekul ATP. Siklus krebs atau asam sitrof merupakan reaksi tahap kedua dalam respirasi aerob. Hasil dari reaksi siklus kreb yaitu; 6 NADPH 2, 2FADH 2, 2 CO 2, dan 2 ATP. Sistem transpor elektron (TPE) merupakan rangkaian pembentukan molekul air yang melepaskan energi untuk pembentukan ATP secara langsung dari anorganik. Pada transpor elektron respirasi, daur krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH 2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH 2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO 2. Persamaan reaksi transpor elektron 6O 2 + 24 H 12 H 2 0 +34 ATP Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen. Pada respirasi anaerob terjadi proses fermentasi. Fermentasi adalah proses pemecahan glukosa tanpa oksigen. Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut. Contohnya fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat dan lain-lain. Contoh dari fermentasi alkohol, yakni dilakukan oleh jamur. Substrat fermentasi yaitu asam piruvat difermentasi menjadi asetaldehid dan terbentuk hasil produk terakhir yaitu etanol.
o Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Reaksinya: C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OCOOH + Energi. enzim Prosesnya : 1. Glukosa asam piruvat (proses Glikolisis). enzim C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 3 OCOOH + Energi 2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat. 2 C 2 H 3 OCOOH + 2 NADH 2 2 C 2 H 5 OCOOH + 2 NAD piruvat dehidrogenasa. Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat : 8 ATP 2 NADH2 = 8-2(3 ATP) = 2 ATP. o Fermentasi Alkohol Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP. Reaksinya : 1. Gula (C 6 H 12 O 6 ) asam piruvat (glikolisis) 2. Dekarboksilasi asam piruvat. Asam piruvat asetaldehid + CO 2. piruvat dekarboksilase (CH 3 CHO) 3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol). 2 CH 3 CHO + 2 NADH 2 2 C 2 HsOH + 2 NAD. alkohol dehidrogenase enzim Ringkasan reaksi : C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + 2 NADH 2 + Energi
o Fermentasi Asam Cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob. Reaksi: aerob C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH 2 CH 3 COOH + H 2 O + 116 kal (glukosa) bakteri asam cuka asam cuka. Contoh Respirasi : C 6 H 12 O 6 + O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 688KKal. (glukosa) Contoh Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C+H 12 O 6 + 6 O 2 6 H 2 O + 6 CO 2 + Energi (glukosa) Contoh Fermentasi : C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Energi. (glukosa) (etanol)