Metabolisme Seluler: Definisi, Proses & Peran ATP

Sel membutuhkan energi untuk gerakan, pembelahan, perkalian dan proses lainnya. Mereka menghabiskan sebagian besar hidup mereka terfokus pada memperoleh dan menggunakan energi ini melalui metabolisme.

Sel prokariotik dan eukariotik bergantung pada jalur metabolisme yang berbeda untuk bertahan hidup.

Metabolisme sel adalah serangkaian proses yang terjadi dalam organisme hidup untuk mempertahankan organisme tersebut.

Dalam biologi sel dan biologi molekuler, metabolisme mengacu pada reaksi biokimia yang terjadi di dalam organisme untuk menghasilkan energi. Penggunaan sehari-hari atau nutrisi metabolisme mengacu pada proses kimia yang terjadi dalam tubuh Anda saat Anda mengubah makanan menjadi energi.

Meskipun istilah memiliki persamaan, ada juga perbedaan. Metabolisme penting bagi sel karena proses menjaga organisme tetap hidup dan memungkinkan mereka untuk tumbuh, bereproduksi atau membelah.

Sebenarnya ada beberapa proses metabolisme. Respirasi seluler adalah jenis jalur metabolisme yang memecah glukosa menjadi adenosin trifosfat, atau ATP.

Langkah-langkah utama respirasi seluler di eukariota adalah:

• Glikolisis
• Oksidasi piruvat
• Asam sitrat atau siklus Krebs
• Fosforilasi oksidatif

Reaktan utama adalah glukosa dan oksigen, sedangkan produk utama adalah karbon dioksida, air dan ATP. Fotosintesis dalam sel adalah jenis jalur metabolisme lain yang digunakan organisme untuk membuat gula.

Tanaman, ganggang dan cyanobacteria digunakan fotosintesis. Langkah-langkah utamanya adalah reaksi yang bergantung pada cahaya, dan siklus Calvin atau reaksi yang tidak bergantung pada cahaya. Reaktan utama adalah energi cahaya, karbon dioksida dan air, sedangkan produk utamanya adalah glukosa dan oksigen.

Metabolisme dalam prokariota dapat bervariasi. Jenis dasar jalur metabolisme termasuk heterotrofik, autotrofik, fototrofik dan kemotrofik reaksi. Jenis metabolisme yang dimiliki prokariota dapat mempengaruhi tempat tinggalnya dan bagaimana ia berinteraksi dengan lingkungan.

Jalur metabolisme mereka juga berperan dalam ekologi, kesehatan manusia, dan penyakit. Misalnya, ada prokariota yang tidak dapat mentolerir oksigen, seperti: C. botulinum. Bakteri ini dapat menyebabkan botulisme karena tumbuh dengan baik di daerah tanpa oksigen.

Artikel terkait:5 Terobosan Terbaru Yang Menunjukkan Mengapa Penelitian Kanker Sangat Penting

Enzim adalah zat yang bertindak sebagai katalis untuk mempercepat atau menimbulkan reaksi kimia. Sebagian besar reaksi biokimia dalam organisme hidup bergantung pada enzim untuk bekerja. Mereka penting untuk metabolisme sel karena mereka dapat mempengaruhi banyak proses dan membantu memulainya.

Glukosa dan energi cahaya adalah sumber bahan bakar yang paling umum untuk metabolisme sel. Namun, jalur metabolisme tidak akan bekerja tanpa enzim. Sebagian besar enzim dalam sel adalah protein dan menurunkan energi aktivasi untuk memulai proses kimia.

Karena sebagian besar reaksi dalam sel terjadi pada suhu kamar, mereka terlalu lambat tanpa enzim. Misalnya, selama glikolisis Dalam respirasi sel, enzim piruvat kinase memainkan peran penting dengan membantu untuk mentransfer gugus fosfat.

Respirasi seluler pada eukariota terjadi terutama di mitokondria. Sel eukariotik bergantung pada respirasi seluler untuk bertahan hidup.

Selama glikolisis, sel memecah glukosa dalam sitoplasma dengan atau tanpa oksigen. Ini membagi molekul gula enam karbon menjadi dua, molekul piruvat tiga karbon. Selain itu, glikolisis membuat ATP dan mengubah NAD+ menjadi NADH. Selama oksidasi piruvat, piruvat memasuki matriks mitokondria dan menjadi koenzim A atau asetil KoA. Ini melepaskan karbon dioksida dan membuat lebih banyak NADH.

Selama asam sitrat atau Siklus Krebs, asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat untuk membuat garam sitrat. Kemudian, sitrat melalui reaksi untuk membuat karbon dioksida dan NADH. Siklus ini juga membuat FADH2 dan ATP.

Selama fosforilasi oksidatif, itu rantai transpor elektron memainkan peran penting. NADH dan FADH2 memberikan elektron ke rantai transpor elektron dan menjadi NAD+ dan FAD. Elektron bergerak ke bawah rantai ini dan membuat ATP. Proses ini juga menghasilkan air. Sebagian besar produksi ATP selama respirasi seluler ada pada langkah terakhir ini.

Fotosintesis terjadi pada sel tumbuhan, beberapa alga dan bakteri tertentu yang disebut cyanobacteria. Proses metabolisme ini terjadi di kloroplas berkat klorofil, dan menghasilkan gula bersama dengan oksigen. Itu reaksi bergantung cahaya, ditambah siklus Calvin atau reaksi bebas cahaya, adalah bagian utama fotosintesis. Ini penting untuk kesehatan planet secara keseluruhan karena makhluk hidup bergantung pada oksigen yang dibuat tanaman.

Selama reaksi bergantung cahaya dalam membran tilakoid dari kloroplas, klorofil pigmen menyerap energi cahaya. Mereka membuat ATP, NADPH dan air. Selama siklus Calvin atau reaksi bebas cahaya dalam stroma, ATP dan NADPH membantu membuat gliseraldehida-3-fosfat, atau G3P, yang akhirnya menjadi glukosa.

Seperti halnya respirasi sel, fotosintesis bergantung pada redoks reaksi yang melibatkan transfer elektron dan rantai transpor elektron.

Ada yang berbeda jenis klorofil, dan jenis yang paling umum adalah klorofil a, klorofil b dan klorofil c. Sebagian besar tumbuhan memiliki klorofil a, yang menyerap panjang gelombang cahaya biru dan merah. Beberapa tumbuhan dan ganggang hijau menggunakan klorofil b. Anda dapat menemukan klorofil c di dinoflagellata.

Tidak seperti manusia atau hewan, prokariota bervariasi dalam kebutuhan mereka akan oksigen. Beberapa prokariota dapat hidup tanpanya, sementara yang lain bergantung padanya. Ini berarti mereka mungkin memiliki aerobik (membutuhkan oksigen) atau anaerobik (tidak membutuhkan oksigen) metabolisme.

Selain itu, beberapa prokariota dapat beralih di antara dua jenis metabolisme tergantung pada keadaan atau lingkungan mereka.

Prokariota yang bergantung pada oksigen untuk metabolisme adalah aerob wajib. Di sisi lain, prokariota yang tidak dapat eksis dalam oksigen dan tidak membutuhkannya adalah anaerob obligat. Prokariota yang dapat beralih antara metabolisme aerobik dan anaerobik tergantung pada keberadaan oksigen adalah fakultatif anaerob.

Fermentasi asam laktat adalah jenis reaksi anaerobik yang menghasilkan energi untuk bakteri. Sel otot Anda juga mengalami fermentasi asam laktat. Selama proses ini, sel membuat ATP tanpa oksigen melalui glikolisis. Proses tersebut mengubah piruvat menjadi asam laktat dan membuat NAD+ dan ATP.

Ada banyak aplikasi dalam industri untuk proses ini, seperti produksi yogurt dan etanol. Misalnya bakteri Lactobacillus bulgaricus membantu menghasilkan yoghurt. Bakteri memfermentasi laktosa, gula dalam susu, untuk membuat asam laktat. Ini membuat susu menggumpal dan mengubahnya menjadi yogurt.

Anda dapat mengkategorikan prokariota ke dalam kelompok yang berbeda berdasarkan metabolisme mereka. Jenis utama adalah heterotrofik, autotrofik, fototrofik dan kemotrofik. Namun, semua prokariota masih membutuhkan beberapa jenis energi atau bahan bakar untuk hidup.

Prokariota heterotrofik mendapatkan senyawa organik dari organisme lain untuk mendapatkan karbon. Prokariota autotrofik menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbonnya. Banyak yang dapat menggunakan fotosintesis untuk mencapai hal ini. Prokariota fototrofik mendapatkan energinya dari cahaya.

Prokariota kemotrofik mendapatkan energi dari senyawa kimia yang mereka urai.

Anda dapat membagi jalur metabolisme menjadi anabolik dan katabolik kategori. Anabolik berarti bahwa mereka membutuhkan energi dan menggunakannya untuk membangun molekul besar dari yang kecil. Katabolik berarti mereka melepaskan energi dan memecah molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil. Fotosintesis adalah proses anabolik, sedangkan respirasi seluler adalah proses katabolik.

Eukariota dan prokariota bergantung pada metabolisme sel untuk hidup dan berkembang. Meskipun prosesnya berbeda, keduanya menggunakan atau menciptakan energi. Respirasi seluler dan fotosintesis adalah jalur yang paling umum terlihat dalam sel. Namun, beberapa prokariota memiliki jalur metabolisme berbeda yang unik.

Konten terkait:

• Asam amino
• Asam lemak
• Ekspresi gen
• Asam nukleat
• Sel induk