Empat Tahap Respirasi Seluler

Respirasi seluler adalah jumlah dari berbagai cara biokimia yang digunakan organisme eukariotik untuk mengekstrak energi dari makanan, khususnya glukosa molekul.

Proses respirasi seluler mencakup empat tahap atau langkah dasar: Glikolisis, yang terjadi pada semua organisme, prokariotik dan eukariotik; itu reaksi jembatan, yang menetapkan tahap untuk respirasi aerobik; dan Siklus Krebs dan rantai transpor elektron, jalur tergantung oksigen yang terjadi secara berurutan di mitokondria.

Langkah-langkah respirasi sel tidak terjadi pada kecepatan yang sama, dan rangkaian reaksi yang sama dapat berlangsung pada tingkat yang berbeda pada organisme yang sama pada waktu yang berbeda. Misalnya, laju glikolisis dalam sel otot diharapkan meningkat pesat selama periode intens anaerobik olahraga, yang menimbulkan "hutang oksigen", tetapi langkah-langkah respirasi aerobik tidak terlalu cepat kecuali olahraga dilakukan pada tingkat intensitas aerobik, "bayar sesuai penggunaan".

yang lengkap rumus respirasi seluler terlihat sedikit berbeda dari sumber ke sumber, tergantung pada apa yang penulis pilih untuk dimasukkan sebagai reaktan dan produk yang bermakna. Misalnya, banyak sumber menghilangkan pembawa elektron NAD⁺/NADH dan FAD²⁺/FADH2 dari neraca biokimia.

Secara keseluruhan, glukosa molekul gula enam karbon diubah menjadi karbon dioksida dan air dengan adanya oksigen untuk menghasilkan 36 hingga 38 molekul ATP (adenosin trifosfat, "mata uang energi" sel secara alami). Persamaan kimia ini diwakili oleh persamaan berikut:

C₆H₁₂HAI₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 12 H₂O + 36 ATP

Tahap pertama respirasi sel adalah glikolisis, yang merupakan kumpulan sepuluh reaksi yang tidak memerlukan oksigen dan karenanya terjadi di setiap sel hidup. Prokariota (dari domain Bakteri dan Archaea, sebelumnya disebut "archaebacteria") memanfaatkan glikolisis hampir secara eksklusif, sedangkan eukariota (hewan, jamur, protista dan tumbuhan) menggunakannya terutama sebagai table-setter untuk keuntungan yang lebih energetik. reaksi dari pernapasan aerobik.

Glikolisis terjadi di sitoplasma. Dalam "fase investasi" dari proses, dua ATP dikonsumsi sebagai dua fosfat ditambahkan ke turunan glukosa sebelum dipecah menjadi dua senyawa tiga karbon. Ini diubah menjadi dua molekul piruvat, 2 NADH dan empat ATP untuk a keuntungan bersih dari dua ATP.

Tahap kedua respirasi sel, transisi atau reaksi jembatan, mendapat perhatian kurang dari sisa respirasi seluler. Seperti namanya, bagaimanapun, tidak akan ada cara untuk beralih dari glikolisis ke reaksi aerobik di luar tanpa itu.

Dalam reaksi ini, yang terjadi di mitokondria, dua molekul piruvat dari glikolisis diubah menjadi dua molekul asetil koenzim A (asetil KoA), dengan dua molekul CO₂ dihasilkan sebagai sisa metabolisme. Tidak ada ATP yang dihasilkan.

Itu Siklus Krebs tidak menghasilkan banyak energi (dua ATP), tetapi dengan menggabungkan dua molekul karbon asetil KoA dengan oksaloasetat molekul empat karbon, dan bersepeda produk yang dihasilkan melalui serangkaian transisi yang memangkas molekul kembali ke oksaloasetat, itu menghasilkan delapan NADH dan dua FADH₂, pembawa elektron lain (empat NADH dan satu FADH₂ per molekul glukosa yang memasuki respirasi sel pada glikolisis).

Molekul-molekul ini diperlukan untuk rantai transpor elektron, dan dalam proses sintesisnya, empat CO. lagi₂ molekul dilepaskan dari sel sebagai limbah.

Tahap keempat dan terakhir dari respirasi seluler adalah tempat "penciptaan" energi utama dilakukan. Elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ ditarik dari molekul-molekul ini oleh enzim di membran mitokondria dan digunakan untuk mendorong proses yang disebut fosforilasi oksidatif, di mana gradien elektrokimia didorong oleh pelepasan elektron yang disebutkan di atas memberi kekuatan pada penambahan molekul fosfat ke ADP untuk menghasilkan ATP.

Oksigen diperlukan untuk langkah ini, karena merupakan akseptor elektron terakhir dalam rantai. Ini menciptakan H₂O, jadi langkah ini adalah dari mana air dalam persamaan respirasi seluler berasal.

Secara keseluruhan, 32 hingga 34 molekul ATP dihasilkan dalam langkah ini, tergantung pada bagaimana hasil energi dijumlahkan. Jadi respirasi seluler menghasilkan total 36 hingga 38 ATP: 2 + 2 + (32 atau 34).