Apa Produk Respirasi Seluler?

Sel adalah wadah mikroskopis serbaguna yang mewakili unit kehidupan terkecil yang tidak dapat dibagi karena mereka mewujudkan reproduksi, metabolisme, dan kualitas "seperti hidup" lainnya. Faktanya, karena organisme prokariotik (anggota domain klasifikasi Bakteri dan Archaea) hampir selalu terdiri dari satu sel, banyak sel yang berdiri sendiri secara harfiah hidup.

Sel memanfaatkan molekul yang disebut adenosin trifosfat, atau ATP, sebagai sumber bahan bakar. Prokariota hanya mengandalkan glikolisis – pemecahan glukosa menjadi piruvat – sebagai jalur untuk mensintesis ATP; proses ini menghasilkan total 2 ATP per molekul glukosa.

Sebaliknya, eukariota – hewan, tumbuhan dan jamur – keduanya jauh lebih besar dan memiliki sel individu yang jauh lebih kompleks daripada prokariota, membuat glikolisis saja tidak cukup untuk kebutuhan energi mereka. Di situlah respirasi seluler, pemecahan lengkap glukosa dengan adanya molekul oksigen (O₂) menjadi karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) untuk membentuk ATP, masuk.

Baca lebih lanjut tentang apa itu respirasi seluler.

Proses respirasi seluler terjadi pada eukariota dan secara teknis mencakup glikolisis, Siklus Krebs dan rantai transpor elektron (ETC). Hal ini karena semua sel awalnya memperlakukan glukosa dengan cara yang sama – dengan menjalankannya melalui glikolisis. Kemudian, pada prokariota, piruvat hanya dapat memasuki fermentasi, yang memungkinkan glikolisis untuk melanjutkan "hulu" melalui regenerasi zat antara yang disebut NAD⁺.

Karena eukariota dapat menggunakan oksigen, bagaimanapun, molekul karbon piruvat memasuki siklus Krebs sebagai asetil KoA dan akhirnya meninggalkan ETC sebagai karbon dioksida (CO₂). Produk respirasi seluler yang menarik adalah 34 hingga 36 ATP yang dihasilkan dalam siklus Krebs dan ETC bersama-sama – dua bagian respirasi seluler yang dihitung sebagai aerobik ("dengan oksigen") pernafasan.

Reaksi lengkap dan seimbang dari seluruh proses respirasi seluler dapat diwakili oleh:

C₆H₁₂HAI₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ~38 ATP

Glikolisis saja, suatu bentuk respirasi anaerob yang terjadi di sitoplasma, terdiri dari reaksi:

C₆H₁₂HAI₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_saya → 2 CH₃(C=O)COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 H⁺ + 2 H₂HAI

Pada eukariota, a reaksi transisi di mitokondria menghasilkan asetil koenzim A (asetil KoA) untuk siklus Krebs:

2 CH₃(C=O)COOH + 2 NAD⁺ + 2 koenzim A → 2 asetil KoA + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 CO₂

CO₂ kemudian memasuki siklus Krebs dengan bergabung ke oksaloasetat.

Respirasi sel dimulai dengan glikolisis, serangkaian 10 reaksi di mana molekul glukosa terfosforilasi dua kali (yaitu, ia memiliki dua gugus fosfat yang terikat pada karbon yang berbeda) menggunakan 2 ATP, dan kemudian dipecah menjadi dua senyawa tiga karbon yang setiap menghasilkan 2 ATP dalam perjalanan ke pembentukan piruvat. Jadi glikolisis memasok 2 ATP secara langsung per molekul glukosa serta dua molekul pembawa elektron NADH, yang memiliki peran kuat di hilir dalam ETC.

Dalam siklus Krebs, CO₂ dan senyawa empat karbon oksaloasetat bergabung untuk membentuk molekul enam karbon garam sitrat. Sitrat secara bertahap direduksi lagi menjadi oksaloasetat, melepaskan sepasang CO₂ molekul dan juga menghasilkan 2 ATP per CO₂ molekul memasuki siklus, atau 4 ATP per glukosa molekul jauh ke hulu. Lebih penting lagi, total 6 NADH dan 2 FADH₂ (pembawa elektron lain) disintesis.

Akhirnya, elektron NADH dan FADH₂ (yaitu, atom hidrogen mereka) dilucuti oleh enzim dari rantai transpor elektron dan digunakan untuk memberi daya pada perlekatan fosfat ke ADP, menghasilkan banyak ATP - sekitar 32 semuanya. Air juga dilepaskan pada langkah ini. Jadi hasil ATP maksimum respirasi seluler dari glikolisis, siklus Krebs dan ETC adalah 2 + 4 + 32 = 38 ATP per molekul glukosa.

Baca lebih lanjut tentang empat tahap respirasi seluler.