Isi
Respirasi seluler adalah jumlah dari berbagai cara biokimia yang digunakan organisme eukariotik untuk mengekstraksi energi dari makanan, khususnya glukosa molekul.
Proses respirasi seluler mencakup empat tahap atau langkah dasar: Glikolisis, yang terjadi pada semua organisme, prokariotik dan eukariotik; itu reaksi jembatan, Yang mengatur panggung untuk respirasi aerobik; dan Siklus Krebs dan rantai transpor elektron, jalur yang bergantung pada oksigen yang terjadi secara berurutan di mitokondria.
Langkah-langkah respirasi sel tidak terjadi pada kecepatan yang sama, dan rangkaian reaksi yang sama dapat berlangsung pada tingkat yang berbeda dalam organisme yang sama pada waktu yang berbeda. Sebagai contoh, laju glikolisis dalam sel otot akan sangat meningkat selama intens anaerob latihan, yang menimbulkan "hutang oksigen," tetapi langkah-langkah respirasi aerobik tidak mempercepat cukup kecuali olahraga dilakukan pada tingkat intensitas aerobik, "pay-as-you-go".
Persamaan Respirasi Seluler
Formula respirasi seluler lengkap terlihat sedikit berbeda dari sumber ke sumber, tergantung pada apa yang penulis pilih untuk dimasukkan sebagai reaktan dan produk yang bermakna. Misalnya, banyak sumber mengabaikan pembawa elektron NAD+/ NADH dan FAD2+/ FADH2 dari neraca biokimia.
Secara keseluruhan, glukosa molekul gula enam-karbon diubah menjadi karbon dioksida dan air dengan adanya oksigen untuk menghasilkan 36 hingga 38 molekul ATP (adenosin trifosfat, "mata uang energi" sel-alam) yang luas. Persamaan kimia ini diwakili oleh persamaan berikut:
C6H12HAI6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP
Glikolisis
Tahap pertama dari respirasi seluler adalah glikolisis, yang merupakan serangkaian sepuluh reaksi yang tidak memerlukan oksigen dan karenanya terjadi di setiap sel hidup. Prokariota (dari domain Bacteria dan Archaea, sebelumnya disebut "archaebacteria") menggunakan glikolisis hampir secara eksklusif, sedangkan eukariota (hewan, jamur, protista dan tanaman) menggunakannya terutama sebagai penyetel meja untuk reaksi yang lebih menguntungkan secara energetik dari reaksi respirasi aerobik.
Glikolisis terjadi di sitoplasma. Dalam "tahap investasi" proses, dua ATP dikonsumsi karena dua fosfat ditambahkan ke turunan glukosa sebelum dipecah menjadi dua senyawa tiga karbon. Ini ditransformasikan menjadi dua molekul piruvat, 2 NADH dan empat ATP untuk a keuntungan bersih dari dua ATP.
Reaksi Jembatan
Tahap kedua dari respirasi seluler, yaitu transisi atau reaksi jembatan, kurang mendapat perhatian dibandingkan respirasi seluler lainnya. Seperti namanya, bagaimanapun, tidak akan ada cara untuk mendapatkan dari glikolisis ke reaksi aerobik di luar tanpanya.
Dalam reaksi ini, yang terjadi dalam mitokondria, dua molekul piruvat dari glikolisis diubah menjadi dua molekul asetil koenzim A (asetil KoA), dengan dua molekul CO2 diproduksi sebagai limbah metabolisme. ATP tidak diproduksi.
Siklus Krebs
Siklus Krebs tidak menghasilkan banyak energi (dua ATP), tetapi dengan menggabungkan dua karbon molekul asetil KoA dengan molekul empat karbon oksaloasetat, dan bersepeda produk yang dihasilkan melalui serangkaian transisi yang memangkas molekul kembali ke oksaloasetat, itu menghasilkan delapan NADH dan dua FADH2, pembawa elektron lain (empat NADH dan satu FADH2 per molekul glukosa memasuki respirasi seluler saat glikolisis).
Molekul-molekul ini diperlukan untuk rantai transpor elektron, dan dalam proses sintesisnya, empat lagi CO2 molekul dikeluarkan dari sel sebagai limbah.
Rantai Transportasi Elektron
Tahap keempat dan terakhir dari respirasi seluler adalah di mana "penciptaan" energi utama dilakukan. Elektron dibawa oleh NADH dan FADH2 ditarik dari molekul-molekul ini oleh enzim dalam membran mitokondria dan digunakan untuk menggerakkan proses yang disebut fosforilasi oksidatif, di mana gradien elektrokimia yang didorong oleh pelepasan elektron-elektron yang disebutkan di atas mendorong penambahan molekul fosfat ke ADP untuk menghasilkan ATP.
Oksigen diperlukan untuk langkah ini, karena merupakan akseptor elektron terakhir dalam rantai. Ini menciptakan H2O, jadi langkah ini adalah dari mana air dalam persamaan respirasi seluler berasal.
Secara keseluruhan, 32 hingga 34 molekul ATP dihasilkan dalam langkah ini, tergantung pada bagaimana hasil energi dijumlahkan. Jadi respirasi seluler menghasilkan total 36 hingga 38 ATP: 2 + 2 + (32 atau 34).