Pengertian Metabolisme Adalah | Macam Macam, Sifat, Faktor dan tahapannya

Pengertian Metabolisme Adalah

Metabolisme (dari bahasa Yunani: μεταβολή metabolē, "perubahan") adalah serangkaian reaksi kimia pada organisme hidup untuk bertahan hidup.

Tiga tujuan utama metabolisme adalah: konversi makanan menjadi energi untuk menjalankan proses seluler; konversi makanan / bahan bakar menjadi bahan penyusun protein, lipid, asam nukleat, dan beberapa karbohidrat; dan penghapusan limbah nitrogen. 

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini memungkinkan organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, mempertahankan strukturnya, dan merespons terhadap lingkungannya. 

(Kata metabolisme juga dapat merujuk pada jumlah semua reaksi kimia yang terjadi pada organisme hidup, termasuk pencernaan dan transportasi zat ke dalam dan di antara sel-sel yang berbeda, dalam hal ini rangkaian reaksi yang dijelaskan di atas dalam sel disebut metabolisme perantara atau metabolisme sedang).

Reaksi metabolik dapat dikategorikan sebagai katabolik - penguraian senyawa (misalnya, penguraian glukosa menjadi piruvat melalui respirasi seluler); atau anabolik - penumpukan (sintesis) senyawa (seperti protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat). Biasanya, katabolisme melepaskan energi, dan anabolisme mengkonsumsi energi.

Reaksi kimia metabolisme diatur menjadi jalur metabolisme, di mana satu bahan kimia diubah melalui serangkaian langkah menjadi bahan kimia lain, setiap langkah difasilitasi oleh enzim tertentu.

Enzim sangat penting untuk metabolisme karena mereka memungkinkan organisme untuk mendorong reaksi yang diinginkan yang membutuhkan energi yang tidak akan terjadi dengan sendirinya, dengan menggabungkannya dengan reaksi spontan yang melepaskan energi. 

Enzim bertindak sebagai katalis - mereka memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat - dan mereka juga memungkinkan pengaturan laju reaksi metabolisme, misalnya sebagai respons terhadap perubahan dalam lingkungan sel atau sinyal dari sel lain.

Sistem metabolisme suatu organisme tertentu menentukan zat mana yang akan bergizi dan beracun. Misalnya, beberapa prokariota menggunakan hidrogen sulfida sebagai nutrisinya, namun bagi hewan gas ini sangat beracun. 

Tingkat metabolisme basal suatu organisme adalah ukuran jumlah energi yang dikonsumsi oleh semua reaksi kimia ini.

Ciri metabolisme yang mencolok adalah kesamaan jalur metabolisme dasar di antara spesies yang sangat berbeda. 

Sebagai contoh, himpunan asam karboksilat yang paling dikenal sebagai zat antara dalam siklus asam sitrat terdapat di semua organisme yang dikenal, ditemukan dalam spesies yang beragam seperti bakteri uniseluler Escherichia coli dan organisme multisel besar seperti gajah. 

Kesamaan dalam jalur metabolisme ini kemungkinan karena penampilan awal mereka dalam sejarah evolusi, dan retensi mereka karena kemanjurannya.

Merupakan semua reaksi kimiawi yang terarah yang terjadi di dalam tubuh organisme dan dikatalisis oleh enzim (pemercepat reaksi). Metabolisme terdiri dari:

a. Anabolisme: reaksi pembentukan molekul-mole- kul kompleks dari molekul-molekul yang lebih sederhana. Reaksi ini membutuhkan energi.

b. Katabolisme: reaksi pemecahan molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Reaksi pemecahan ini menghasilkan energi.

A. ENZIM

Enzim merupakan protein yang mempunyai sisi katalitik sehingga mampu mengubah substrat menjadi produk tertentu. 

Sifat-sifat enzim:

1. Merupakan protein.

2. Memiliki sisi aktif/katalitik sebagai tempat substrat berkombinasi dengan enzim.

3. Mempercepat reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasi (energi untuk mengawali suatu reaksi).

4. Sebagai katalisator hayati yang mampu memper-cepat suatu reaksi tanpa ikut bereaksi.

5. Tidak mengubah kesetimbangan suatu reaksi.

6. Enzim memiliki substrat yang spesifik, satu enzim,4z3 satu substrat.

7. Kerja enzim dapat dihambat oleh suatu substrat ‘asing’ yang disebut inhibitor dan dapat diaktivasi dengan adanya aktivator.

8. Bekerja pada suhu kisaran tertentu.

Faktor–faktor yang mempengaruhi kerja enzim.

1. Konsentrasi enzim. Semakin tinggi konsentrasi enzim, makin tinggi kerja enzim.

2. Konsentrasi substrat. Semakin rendah konsentrasi substrat, makin tinggi kerja enzim.

3. Derajat keasaman (pH).

4. Temperatur.

5. Keberadaan inhibitor. Semakin tinggi keberadaan inhibitor, makin rendah kerja enzim.

B. RESPIRASI AEROB DAN ANAEROB

Respirasi merupakan proses oksidasi suatu senyawa organik secara terarah yang menghasilkan energi untuk pemeliharaan metabolisme di dalam tubuh makhluk hidup. 

Respirasi di atas bukan merupakan respirasi tingkat organisme, melainkan tingkat selular. Respirasi dibagi menjadi 2, yaitu sebagai berikut.

a. Respirasi aerob: adalah respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Oksigen tersebut berfungsi sebagai penerima (akseptor) elektron/hidrogen terakhir.

b. Respirasi anaerob: adalah respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sehingga penerima elektron/hidrogen terakhir merupakan senyawa- senyawa tertentu selain oksigen seperti sulfat (SO 2-), karbonat (CO 2-), piruvat, asetaldehid.

Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap:

1. Glikolisis

• Mengalami reaksi pemecahan glukosa (senyawa berkarbon fruktosa 1, 6 phosphat) menjadi 2 molekul asam piruvat (senyawa berkarbon 3). Glukosa dirubah menjadi fruktosa 1, 6 phosphat menggunakan 2 ATP.

• Terjadi di dalam sitoplasma.

• Berlangsung secara anaerob.

• Untuk setiap molekul glukosa (1 NADH = 3 ATP), membutuhkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH.

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

• Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) diubah menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).

• Berlangsung pada matriks mitokondria.

• Menghasilkan 1 NADH, CO , dan 1 Asetil-KoA untuk setiap pengubahan molekul Asam Piruvat (Total dihasilkan 2 Asetil KoA, karena Asam Piruvat yang diubah sebanyak 2 mol).

3. Siklus Krebs

• Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) yang dihasilkan dari dekarboksilasi oksidatif diubah menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1).

• Berlangsung pada matriks mitokondria.

• Setiap molekul Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, 3 NADH (1 FADH= 2 ATP), dan 2 CO2.

4. Transfer Elektron

• Pada Saat melalui rantai respirasi, elektron atau hidrogen dari FADH dan NADH yang dihasilkan dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs, dilepaskan dan diterima oleh O2 sbg penerima elektron terakhir, sehingga terbentuk H2O dan energi (ATP) secara bertahap.

• NADH dan FADH menghasilkan elektron/ion hidrogen karena merupakan senyawa pereduksi (reduktor).

• Reaksi ini terjadi pada membran dalam (matriks) mitokondria.

• satu molekul FADH akan menghasilkan 2 ATP, sedangkan Satu molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP

Total energi yang dihasilkan untuk setiap pemecahan (oksidasi) satu molekul glukosa pada sel prokariotik yaitu:

1. Glikolisis : 8 ATP

2. Dekarboksilasi oksidatif: 6 ATP (2 NADH)

3. Siklus krebs: 24 ATP Jumlah: 38 ATP

Pada sel eukariotik dihasilkan 36 ATP karena transport 2 NADH ke dalam matriks mitokondria membutuhkan energi sebesar 2 ATP.

C. FOTOSINTESIS

Merupakan reaksi sintesis bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan cahaya dan kloroplas. 

Fotosintesis bukanlah merupakan tahap tunggal, melainkan dua tahap yang masing-masing memiliki banyak langkah. Tahap fotosintesis yaitu sebagai berikut.

1. Reaksi Terang

• Terjadi di tilakoid dalam kloroplas.

• Reaksi terang menghasilkan O2 karena Terjadinya proses fotolisis air.

• Reaksi ini membutuhkan cahaya untuk menghasilkan energi berupa ATP (melalui proses fosforilasi pada ADP) dan NADPH (hasil reduksi dari NADP+).

2. Reaksi Gelap (Siklus Calvin)

• Terjadi di stroma dalam kloroplas.

• Reaksi diawali dengan pengikatan (fiksasi) CO2 ke dalam senyawa organik pada kloroplas kemudian CO2 direduksi menjadi karbohidrat. Proses reduksi dilakukan oleh NADPH yang memperoleh elektron hasil reaksi terang.

Share this post