Metabolisme Sel


Metabolisme Sel Sahabat , pada kesempatan kali ini Pustaka Sekolah akan share artikel mengenai Metabolisme Sel.  Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan; sampai mkhluk yang susunan tubuhnya kompleks seperti manuasia. Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.  Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup.. Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabolisme adalah peranannya dalam penawaracunan atau detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh.

biologi sel

Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal:

  • Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil
  • Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi
  • Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi
  • Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.

Fotosintesis
Pada hakekatnya, semua kehidupan di atas bumi ini tergantung langsung dari adanya proses asimilasi CO menjadi senyawa kimia organik dengan energi yang didapat dari sinar matahari. Dalam proses ini energi sinar matahari (energi foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia dengan proses yang disebut fotosintesis. Proses ini berlangsung didalam sel pada tumbuhan tinggi, tumbuhan pakis, lumut, ganggang (ganggang hijau, biru, merah dan coklat) dan berbagai jasad renik (protozoa golongan euglena, bakteri belerang ungu, dan bakteri belerang biru).
Energi matahari yang ditangkap pada proses fotosintesis merupakan lebih dari 90% sumber energi yang dipakai oleh manusia untuk pemanasan, cahaya dan tenaga.

Keseluruhan proses fotosintesis yang melibatkan berbagai macam enzim dituliskan dengan persamaan reksi:

6 CO + 6 H O C H O + 6 O

Dalam bakteri berfotosintesis sebagai pengganti H O dipakai zat pereduksi yang lebih kuat seperti H , H S, H R (R adalh gugus organik ). Persamaan reaksinya adalah :

2 CO + 2 H R 2 CH O + O + 2 R

Proses fotosintesis pada tumbuhan tinggi dibagi dalam dua tahap. Pada tahap pertama energi matahari ditangkap oleh pigmen penyerap cahaya dan diubah menjadi bentuk energi kimia, ATP dan senyawa reduksi, NADPH. Proses ini disebut reaksi terang. Atom hydrogen dari molekul H O dipakai untuk mereduksi NADP menjadi NADPH, dan O dilepaskan sebagai hasil samping reaksi fotosintesis. Reaksi ini juga dirangkaikan dengan reaksi endergonik pembentukan ATP dari ADP + Pi. Dengan demikian tahap reaksi terang dapat dituliskan dengan persamaan:

H O + NADP + ADP + Pi O + H + NADPH + ATP

Energi matahari

Dalam hal ini pembentukan ATP dari ADP + Pi merupakan suatu mekanisme penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah menjadi bentuk energi kimia. Proses ini disebut fotofosforilasi.
Tahap kedua disebut tahap reaksi gelap. Dalam hal ini senyawa kimia berenergi tinggi NADPH dan ATP yang dihasilkan dalam tahap pertama (reaksi gelap) dipakai untuk proses reaksi reduksi CO menjadi glukosa dengan persamaan:



  • CO + NADPH + H + ATP glukosa + NADP + ADP + Pi

1. Tahap Reaksi Terang Cahaya 
Reaksi terang cahaya dalam proses pebebasan energi matahari oleh klorofil dimana dilepaskan molekul O , terdiri dari dua bagian. Bagian pertama disebut fotosistem I mempunyai kemampuan penyerapan energi matahari dengan panjang gelombang di sekitar 700nm dan tidak melibatkan proses pelepasan O,. bagian kedua yang menyangkut penyerapan energi matahari pada panjang gelombang di sekitar 680 nm, disebut fotosistem II, melibatkan proses pembentukan O dan H O.
Fotosistem I merupakan suatu partikel yang disusun oleh sekitar 200 molekul klorofil-a, 50 klorofil-b, 50-200 pigmen karotenoid dan satu molekul penerima energi matahari yang disebut protein P700. Energi matahari (foton) yang ditangkap oleh pigmen pelengkap dipindahkan melelui beberapa molekul pigmen, disebut proses perpindahan eksiton, yang akhirnya diterima oleh P700. Akibatnya P700 melepaskan elektron yang berenergi tinggi. Proses penangkapan foton dan perpindahan eksiton di dalam fotosistem ini berlangsung dengan sangat cepat dan di pengaruhi oleh suhu. Dengan mekanisme yang sama, proses penangkapan foton dan pemindahan eksiton terjadi pula pada fotosistem II yaitu pada panjang gelombang 680. Partikel fotosistem I dan II terdapat dalam membrane kantong tilakoid secara terpisah.
2. Pengangkutan Elektron dan Fotofosforilasi
Fotosistem I dan II merupakan komponen penyalur energi dalam rantai pengangkutan elektron fotosintesis secara kontinyu, dari molekul air sebagai donor elektron ke NADP sebagai aseptor elektron.
Perbedaan antara pengangkutan elektron dalam fotosintesis dan pengangkutan elektron pernafasan adalah:

  • Pada yang pertama, elektron mengalir dari molekol H O ke NADP , sedangkan pada yang kedua arah aliran elektron adalah dari NADP ke H O
  • Pada yang pertama terdapat dua system pigmen, fotosistem I dan II yang berperan sebagai pendorong untuk mengalirkan elektron dengan bantuan energi matahari dari H O ke NADP
  • Pada yang pertama dihasilkan O sedangkan pada yang ke dua memerlukan O. Persamaannya ialah kedua rantai pengangkutan elektron tersebut menghasilkan energi ATP dan melibatkan sederetan molekul pembawa elektron. Pengangkutan elektron dalam fotosintesis terdiri dari tiga bagian yaitu bagian pendek dari H O ke fotosistem II, bagian dari fotosistem II ke fotosistem  I yang dirangkaikan dengan pembentukan ATP dari ADP + Pi, dan bagian dari fotosistem I ke NADP yang menghasilkan NADPH.

Penyerapan foton oleh molekul pigmen fotosintesis I menyebabkan tereksitasinya molekul tersebut, menghasilkan eksiton berenergi tinggi yang kemudian ditangkap oleh molekul P 700. Akibatnya P 700 melepaskan elektron dan memindahkannya ke molekul penerima elektron pertama P 430. selanjutnya elektron dialirkan melalui deretan molekul pembawa elektron sampai ke NADP menyebabkan tereduksinya NADP menjadi NADPH. Dalam proses ini diperlukan dua elektron untuk mereduksi satu molekul NADP . Lepasnya satu elektron dari P700 mengakibatkan berubahnya molekul ini menjadi bentuk teroksidasinya, P700 yang kekurangan satu elektron. Dengan kata lain terjadinya satu lubang elektron pada P700. Untuk mengisi lubang ini, satu elektron dialirkan melalui sederetan molekul pembawa elektron, dari molekul P680 dalam fotosistem II. Dalam hal ini pengaliran elektron hanya terjadi setelah terlebih dulu terjadi penyinaran terhadap fotosistem II, yaitu tereksitasinya P680 yang segera melepaskan elektron ke molekul penerima elektron pertamanya, C550. Ini mengakibatkan teroksidasinya bentuk P680 . Kekurangan elektron pada P680 dipenuhi dari reaksi oksidasi oksidasi molekul H O menjadi O . Proses pengangkutan elektron dari H O ke NADP yang didorong oleh energi matahari ini disebut pengangkutan non siklik (tak mendaur dalam elektron fotosintesis). Dalam hal ini satu molekul H O melepaskan dua elektron yang diperlukan untuk mereduksi satu molekul NADP menajdi NADPH, dirangkaikan dengan pembentuka ATP dari ADP + pi, disebut proses fotofosforilasi.
Persamaan reaksinya adalah:

H O + NADP + ADP + Pi O + H + NADPH + ATP

Demikianlah artikel mengenai metabolisme sel, semoga artikel ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat bagi kita semua.[ps]



Tags:


hasil akhir proses metabolisme, persamaan reaksi kimia anabolisme, ADP P ATP Fotosintesis, proses NADP, persamaan reaksi gelap dan terang, persamaan reaksi ATP, penyimpanan hasil metabolisme, pembentukan atp dari adp, nadph berapa atp, nadp adalH

Artikel Terkait Dengan: "Metabolisme Sel"

Response on "Metabolisme Sel"