Apa yang Terjadi pada Piruvat Dalam Kondisi Anaerobik?

Glikolisis adalah konversi dari molekul gula enam karbon glukosa menjadi dua molekul senyawa tiga karboncarbon piruvat dan sedikit energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat) dan NADH (molekul "pembawa elektron"). Ini terjadi di semua sel, baik prokariotik (yaitu, yang umumnya kurang dalam kapasitas untuk aerobik). respirasi) dan eukariotik (yaitu, mereka yang memiliki organel dan menggunakan respirasi seluler dalam keseluruhan).

piruvat terbentuk dalam glikolisis, suatu proses yang sendiri tidak memerlukan oksigen, berlangsung dalam eukariota ke mitokondria untuk pernapasan aerobik, langkah pertama adalah konversi piruvat menjadi asetil KoA (asetil koenzim A).

Tetapi jika tidak ada oksigen atau sel tidak memiliki cara untuk melakukan respirasi aerobik (seperti yang dilakukan kebanyakan prokariota), piruvat menjadi sesuatu yang lain. Di respirasi anaerobik, dua molekul piruvat diubah menjadi apa??

Glikolisis adalah konversi satu molekul glukosa, C₆H₁₂HAI₆, menjadi dua molekul piruvat, C

C₆H₁₂HAI₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_saya → 2 C₃H₄HAI₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Sini P_saya berdiri untuk "fosfat anorganik," atau gugus fosfat bebas yang tidak terikat pada molekul pembawa karbon. ADP aku s adenosin difosfat, yang berbeda dari ADP oleh, seperti yang Anda duga, satu gugus fosfat bebas.

Sama seperti dalam kondisi anaerobik, produk akhir glikolisis dalam kondisi aerobik adalah piruvat. Apa yang terjadi pada piruvat dalam kondisi aerobik, dan hanya dalam kondisi aerobik, adalah pernapasan aerobik (dimulai oleh reaksi jembatan sebelum siklus Krebs). Dalam kondisi anaerob, apa yang terjadi pada piruvat adalah konversinya menjadi laktat untuk membantu menjaga agar glikolisis tetap berjalan di hulu.

Sebelum melihat secara dekat nasib piruvat dalam kondisi anaerobik, ada baiknya melihat apa yang terjadi untuk molekul yang menarik ini di bawah kondisi normal yang biasanya Anda alami sendiri – sekarang, untuk contoh.

Reaksi jembatan, juga disebut reaksi transisi, terjadi di mitokondria eukariota dan melibatkan dekarboksilasi piruvat untuk membentuk asetat, molekul dua karbon. Sebuah molekul koenzim A ditambahkan ke asetat untuk membentuk asetil koenzim A, atau asetil KoA. Molekul ini kemudian masuk siklus Krebs.

Pada titik ini, karbon dioksida diekskresikan sebagai produk limbah. Tidak ada energi yang dibutuhkan juga tidak ada yang dipanen dalam bentuk ATP atau NADH.

Respirasi aerobik melengkapi proses respirasi seluler dan termasuk siklus Krebs dan rantai transpor elektron, keduanya di mitokondria.

Siklus Krebs melihat asetil KoA dicampur dengan molekul empat karbon yang disebut oksaloasetat, produk yang secara berurutan direduksi lagi menjadi oksaloasetat; sedikit ATP dan banyak hasil pembawa elektron.

Rantai transpor elektron menggunakan energi dalam elektron pada pembawa yang disebutkan di atas untuk menghasilkan banyak ATP, dengan oksigen yang dibutuhkan sebagai akseptor elektron terakhir untuk menjaga agar seluruh proses tidak mundur jauh ke hulu, pada glikolisis.

Ketika respirasi aerobik bukan merupakan pilihan (seperti pada prokariota) atau sistem aerobik habis karena rantai transpor elektron telah jenuh (seperti pada latihan berintensitas tinggi, atau anaerobik, pada otot manusia), glikolisis tidak dapat lagi dilanjutkan, karena tidak ada lagi sumber NAD_ untuk menyimpannya pergi.

Sel Anda memiliki solusi untuk ini. Piruvat dapat diubah menjadi asam laktat, atau laktat, untuk menghasilkan cukup NAD+ untuk menjaga glikolisis berlangsung untuk sementara waktu.

C₃H₄HAI₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅HAI₃

Ini adalah asal mula "pembakaran asam laktat" yang terkenal yang Anda rasakan selama latihan otot yang intens, seperti mengangkat beban atau lari cepat habis-habisan.