Apa yang Terjadi pada Piruvat Dalam Kondisi Anaerob?

Isi

• Glikolisis: Sumber Piruvat
• Pengolahan Piruvat dalam Eukariota
• Oksidasi Piruvat: Reaksi Jembatan
• Respirasi Aerobik Setelah Piruvat
• Fermentasi: Asam Laktat

Glikolisis adalah konversi molekul gula enam karbon glukosa untuk dua molekul senyawa tiga karbon piruvat dan sedikit energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat) dan NADH (molekul "pembawa elektron"). Ini terjadi di semua sel, baik prokariotik (mis., Yang umumnya kurang dalam kapasitas untuk respirasi aerobik) dan eukariotik (yaitu, mereka yang memiliki organel dan menggunakan respirasi seluler secara keseluruhan).

Piruvat terbentuk dalam glikolisis, suatu proses yang dengan sendirinya tidak memerlukan oksigen, berlanjut pada eukariota ke mitokondria untuk pernapasan aerobik, langkah pertama di antaranya adalah konversi piruvat menjadi asetil KoA (asetil koenzim A).

Tetapi jika tidak ada oksigen atau sel tidak memiliki cara untuk melakukan respirasi aerobik (seperti halnya kebanyakan prokariota), piruvat menjadi sesuatu yang lain. Di respirasi anaerob, apa yang dua molekul piruvat dapat dikonversi menjadi?

Glikolisis: Sumber Piruvat

Glikolisis adalah konversi satu molekul glukosa, C₆H₁₂HAI₆, untuk dua molekul piruvat, C₃H₄HAI₃, dengan beberapa ATP, ion hidrogen dan NADH dihasilkan sepanjang jalan dengan bantuan prekursor ATP dan NADH:

C₆H₁₂HAI₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_saya → 2 C₃H₄HAI₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Sini P_saya berdiri untuk "fosfat anorganik, "atau gugus fosfat bebas yang tidak terikat pada molekul yang mengandung karbon. ADP aku s adenosine difosfat, yang berbeda dari ADP oleh, seperti yang Anda duga, satu gugus fosfat bebas.

Pengolahan Piruvat dalam Eukariota

Seperti halnya dalam kondisi anaerob, produk akhir glikolisis dalam kondisi aerob adalah piruvat. Apa yang terjadi pada piruvat dalam kondisi aerob, dan hanya dalam kondisi aerob, adalah respirasi aerob (dimulai oleh reaksi jembatan sebelum siklus Krebs). Di bawah kondisi anaerob, apa yang terjadi pada piruvat adalah konversi menjadi laktat untuk membantu menjaga glikolisis mengalir sepanjang hulu.

Sebelum mengamati dengan seksama nasib piruvat dalam kondisi anaerob, ada baiknya melihat apa yang terjadi pada molekul yang menarik ini dalam kondisi normal yang biasanya Anda alami - misalnya sekarang.

Oksidasi Piruvat: Reaksi Jembatan

Reaksi jembatan, juga disebut reaksi transisi, terjadi di mitokondria eukariota dan melibatkan dekarboksilasi piruvat untuk membentuk asetat, molekul dua karbon. Molekul koenzim A ditambahkan ke asetat untuk membentuk asetil koenzim A, atau asetil KoA. Molekul ini kemudian memasuki siklus Krebs.

Pada titik ini, karbon dioksida diekskresikan sebagai produk limbah. Tidak ada energi yang dibutuhkan atau dipanen dalam bentuk ATP atau NADH.

Respirasi Aerobik Setelah Piruvat

Respirasi aerobik menyelesaikan proses respirasi seluler dan mencakup siklus Krebs dan rantai transpor elektron, keduanya di mitokondria.

Siklus Krebs melihat asetil CoA dicampur dengan molekul empat karbon yang disebut oksaloasetat, produk yang secara berurutan direduksi lagi menjadi oksaloasetat; ATP kecil dan banyak hasil pembawa elektron.

Rantai transpor elektron menggunakan energi dalam elektron pada pembawa yang disebutkan di atas untuk menghasilkan banyak ATP, dengan oksigen dibutuhkan sebagai akseptor elektron terakhir untuk menjaga seluruh proses dari cadangan jauh di hulu, di glikolisis.

Fermentasi: Asam Laktat

Ketika respirasi aerobik bukanlah suatu pilihan (seperti dalam prokariota) atau sistem aerobik habis karena rantai transpor elektron telah jenuh (seperti dalam intensitas tinggi, atau anaerobik, latihan dalam otot manusia), glikolisis tidak dapat lagi berlanjut, karena ada tidak lagi menjadi sumber NAD_ untuk membuatnya tetap berjalan.

Sel Anda memiliki solusi untuk ini. Piruvat dapat dikonversi menjadi asam laktat, atau laktat, untuk menghasilkan NAD + yang cukup untuk menjaga glikolisis berlangsung sebentar.

C₃H₄HAI₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅HAI₃

Ini adalah asal-usul dari "pembakaran asam laktat" yang terkenal yang Anda rasakan selama latihan otot yang intens, seperti angkat beban atau serangkaian ss habis-habisan.