Katabolisme

Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik). Dalam reaksi penguraian tersebut dapat dihasilkan energi yang berasal dari terlepasnya ikatan‐ikatan senyawa kimia yang mengalami penguraian. Tetapi energi yang dihasilkan itu tidak dapat langsung digunakan oleh sel, melainkan harus diubah dalam bentuk senyawa. Tujuan utama reaksi katabolisme adalah untuk membebaskan energi (Adenosin Trifosfat = ATP) yang terkandung di dalam senyawa sumber. Reaksi penguraian energi pada katabolisme, secara umum dikenal dengan proses respirasi.

Proses respirasi

Terdapat 2 jenis respirasi, yaitu respirasi aerob (glikolisis, siklus krebs, dan rantai transpor elektron) dan respirasi anaerob (fermentasi alkohol dan asam laktat). Berikut akan diuraikan kedua jenis respirasi tersebut.

1. Respirasi Aerob

Pada sel eukariotik, glikolisis terjadi di luar mitokondria dalam sitosol. Siklus krebs dan rantai transpor elektron ditempatkan di dalam mitokondria (Gambar 5.2). Selama glikolisis, setiap molekul gula dipecah menjadi dua molekul piruvat. Piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi Asetil CoA yang merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus krebs. Piruvat melintasi membran ganda mitokondria untuk memasuki matriksnya, di mana siklus krebs memecahnya menjadi karbondioksida. NADH mentransfer elektron dari glikolisis dan siklus krebs ke rantai transpor elektron, yang ada di dalam membran krista.

Rantai transpor elektron ini mengubah energi kimiawi menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk menggerakkan fosforilasi oksidatif, yang bertanggung jawab atas sebagian besar ATP yang dihasilkan oleh respirasi seluler. Hidrogen dari siklus krebs diubah menjadi proton dan elektron. O₂ berperan sebagai akseptor (penerima) elektron yang terakhir. Setelah menerima elektron O₂ akan menerima (H⁺) menjadi H₂O. Energi yang dihasilkan dari rantai transpor elektron sebanyak 32 – 34 ATP. Sejumlah kecil ATP dibentuk langsung selama glikolisis (2 ATP) dan siklus Krebs oleh fosforilasi tingkat substrat (2 ATP). Maka, total energi yang dihasilkan pada respirasi seluler adalah 38 ATP.

2. Respirasi Anaerob (Fermentasi)

Fermentasi terdiri atas glikolisis ditambah dengan reaksi yang menghasilkan NAD⁺ melalui transfer elektron dari NADH ke piruvat atau turunan piruvat. Terdapat banyak jenis fermentasi, perbedaannya terdapat pada produk limbahnya yang terbentuk dari piruvat. Dua jenis yang umum ialah fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.

Fermentasi alkohol

Pada fermentasi alkohol, piruvat diubah menjadi etanol (etil alkohol) dalam dua langkah. Langkah pertama melepaskan karbon dioksida dari piruvat, yang diubah menjadi senyawa asetaldehida berkarbon dua. Pada langkah kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol. Ini mereduksi pasokan NAD⁺ yang dibutuhkan untuk glikolisis. Fermentasi alkohol oleh ragi, suatu jamur (fungi), digunakan dalam pembuatan bir dan anggur. Banyak bakteri juga melakukan fermentasi alkohol dalam kondisi anaerobik. Skema reaksi fermentasi alkohol disajikan pada Gambar 5.3.

Fermentasi asam laktat

Pada fermentasi asam laktat, piruvat direduksi langsung oleh NADH untuk membentuk laktat sebagai produk limbahnya, tanpa melepas CO₂. Laktat merupakan bentuk terionisasi dari asam laktat. Fermentasi asam laktat oleh fungi dan bakteri tertentu digunakan dalam industri susu untuk membuat keju dan yogurt. Aseton dan metanol (metil alkohol) merupakan beberapa produk samping fermentasi mikrob jenis lain yang penting secara komersial. Skema reaksi fermentasi alkohol disajikan pada Gambar 5.4.

---

Baca juga Metabolisme (Anabolisme), Hukum Mendel I, dan lain-lain.

Sumber bacaan lainnya: wikipedia.org