GIZI & BIOLOGI SEL

Sumiaty , SKM, M.Kes

Sel • Sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup.

• Sel terdiri atas :

a.Membran sel tipis→mengontrol zat-zat

b.Sitoplasma→ cairan (enzim2)

c. Nukleus→ kromosom →informasi gen (DNA)

d.Mitokondria→ siklus krebs dan sist. tran elek

e.Retikulum endoplasma→ ribosom (pro), r.e hls (lemak)

f. Kompleks golgi→ tumpukan struktur ceper (mgms pro), pembentukan bgn2 sel.

g. lisosom→ enzim pencernaan

         

Metabolisme

• Proses kehidupan terjadi di dalam sel-sel tubuh termasuk metabolisme dan pelepasan energi yang berasal dari zat gizi

• Metabolisme → proses pemecahan zat-zat gizi di dalam tubuh untuk menghasilkan energi.

• Suatu rentetan reaksi kimia dari awal hingga akhir yang terjadi dalam metabolisme → jalur metabolisme.

• Jalur metabolisme terdiri atas :

a. Reaksi anabolisme

b. Reaksi katabolisme

Metabolisme (2)

• Metabolisme → enzim → koenzim

• Enzim → protein khusus yang berperan sebagai katalisator dalam reaksi kimia, tetapi tidak mengalami perubahan selama proses berlangsung.

• Koenzim → zat organik bukan protein yang membantu aktivitas enzim. Banyak koenzim yang bagian strukturnya terdiri atas vitamin B.

ATP

• ATP ( Adenosin Trifosfat ) adalah bentuk energi yang digunakan sel pada umumnya

• ATP → fosforilasi oksidatif• ATP : mengandung 3 gugus fosfat yang

kemudian dapat dengan mudah memindahkan energi yang dikandungnya ke ikatan kimia lain. 

• ATP → energinya lebih besar daripada energi ikatan kimia lain           

Respirasi Aerob dan Anaerob• Respirasi aerob adalah suatu proses pernapasan yang

membutuhkan oksigen dari udara.Ada beberapa tumbuhan yang kegiatan respirasinya menurun bila konsentrasi oksigen di udara dibawah normal, misalnya bayam, wortel dan bebrapa tumbuhan lainnya.

• Respirasi anaerob dapat pula disebut fermentasi atau respirasi intramolekul. Tujuan fermentasi sama dengan respirasi aerob, yaitu mendapatkan energi. Hanya saja energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit dari respirasi aerob.Perhatikan reaksi dibawah ini!

• Respirasi aerob : C6H12O6 + 6 O2 ---- 6 CO2 + 6 H2O + 675 kal + 38 ATP

• Respiasi anaerob: C6H12O6 ------  2 C2H5OH + 2CO2 + 21 kal + 2 ATPPernapasan anaerob dapat berlangsung didalam udara bebas, tetapi proses ini tidak menggunakan O2 yang disediakan di udara. Fermentasi sering pula disebut sebagai peragian alcohol atau alkoholisasi.

• Pada respirasi aerob maupun anaerob, asam piruvat hasil proses glikolisis merupakan substrat.

                                        

Metabolisme Glukosa

• Metabolisme glukosa dibagi menjadi empat tahapan reaksi respirasi :

a. Glikolisisb. Reaksi Antarac. Siklus Krebsd. Rantai Transfer elektron

Glikolisis

• Adalah jalur pertama yang digunakan untuk menghasilkan energi.

• Sifat – sifat glikolisis ialah:a. terjadi dalam sitoplasma sel secara anaerobb. hasil akhirnya adalah pemecahan glukosa yang mempunyai enam atom karbon (C) menjadi dua ikatan yang mengandung tiga atom karbon yaitu piruvat atau asam piruvat.

• Diawali dengan penambahan satu fosfat oleh ATP terhadap glukosa, sehingga terbentuk glukosa – 6 fosfat dan ATP menyusut menjadi ADP .

• Peristiwa ini disebut fosfolirasi yang berlangsung dengan bantuan enzim heksokinase dan ion Mg++ hasil akhir dari fosfolirasi berupa fruktosa-1, 6-difosfat dan dari sinilah dimulai glikolisis.

• Glikolisis dimulai dari perubahan fruktosa -1, 6-difosfat yang memiliki 6 buah atom C diubah menjadi 3-difosfogliseral-dehida (dengan 3 buah atom C) dan dihidroksi-aseton-fosfat. Pembongkaran ini dibantu oleh enzim aldolase.

• Dihidroksi aseton fosfat kemudian menjadi 3- fosfogliseraldehida juga dengan pertolongan enzim fosfotriosaisomerase.

• Selanjutnya fosfogliseraldehida bersenyawa dengan suatu asam fosfat (H3PO4) dan berubah menjadi 1,3 –disfosfogliseraldehida.1,3 – difosfogliseraldehida berubah menjadi asam 1,3 –difosfogliserat dengan bantuan enzimdehidrogenase. Peristiwa ini terjadi karena adanya penambahan H2.

• Dengan bantuan enzim transfosforilase fosfogliserat serta ion – ion Mg++, asam 1,3-difosfogliserat kehilangan satu fosfat sehingga berubah menjadi asam – 3 – fosfogliserat. Selanjutnya asam – 3 – fosfogliserat menjadi asam – 2 – fosfogliserat karena pengaruh enzim fosfogliseromutase. Dengan pertolongan enzim enolase dan ion – ion Mg++, maka asam- 2-fosfofogliserat melepaskan H2O dan menjadi asam -2-fosfoenolpiruvat.

• Perubahan terakhir dalam glikolisisadalah pelepasan satu fosfat dari asam-2-fosfoenolpiruvat menjadi asam piruvat. Enzim transfosforilase fosfopiruvat dan ion – ion Mg++ membantu proses ini sedang ADP meningkat menjadi ATP.

a) Asam piruvat dalam respirasi anaerob

 

•

b) Asam piruvat dalam respirasi aerob

   Pemecahan sempurna terjadi pada oksidasi asam piruvat dalam respirasi aerob. Dari proses ini dihasilkan CO2 dan H2O serta energy yang lebih banyak , yaitu 38 ATP.

REAKSI ANTARA

• Reaksi Antara adalah reaksi dimana piruvat akan diubah menjadi asetil KoA.

• KoA adalah koenzim A yang dibentuk dari vitamin B asam pentatonat.

• Asetil KoA adalah ikatan yang terdiri atas dua ikatan C (asetat) yang terkait pada satu molekul KoA.

• Reaksi antara terjadi secara aerobik• Perubahan asam piruvat menjadi asetil KoA

merupakan persimpangan jalan untuk menuju berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian memasuki siklus krebs.

Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)

• Siklus Krebs → TCA atau siklus asam sitrat.

• TCA (Tri Carboxylic Acid) → melibatkan asam sitrat dengan tiga gugus karboksil (COOH).

• Krebs → nama ahli biokimia

• Krebs → mitokondria

Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)

• Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat.

• Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat.

• Siklus Krebs Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat.

• Setelah “mengantar” asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus.

• Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat.

• Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul CO2 dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat).

• Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2, dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH.

• Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat.

• Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP.

• Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat.

• Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat berubah menjadi asam malat.

• Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A dan kembali menjalani siklus Krebs.

SISTEM TRANSPORT ELECTRON

•  Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi ATP.

• Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus krebs yang tergabung dalam FADH2dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.

• Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor electron yang terakhir , setelah menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O. pada sistem ini dihasilkan 34 ATP.

• Jadi total ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut:Secara tidak langsung secara Lewat sistem transport elektron langsung

• Glikolisis                 2 NADH2 = 6 ATP                         2 ATPReaksi antara          2 NADH2 = 6 ATP Siklus Krebs           6 NADH2 =18 ATP                       2 ATP                              2 FADH2 = 4 ATP

                       ------------------------------------                   --------                                   34 ATP                      4 ATP

Ringkasan metabolisme glukosa

• Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2.

• Selama terjadi pembentukan – pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP membentuk molekul ATP.

• Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai,

• Jadi, sebagai hasil dari glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs.

• Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor ke sistem transport electron oleh molekul pembawa                                                         

Tugas

1. Cari metabolisme Asam Lemak, dan metabolisme Asam Amino.

2. Referensi min. 3 : buku atau internet. Referensi ini di lampirkan dlm tugas.