Mwtabolisme sel 61010.ppt

DEWI KRISTIANAFKG UNIVERSITAS JEMBER

Organisme hidup dibagi 2 kelompok: Sel autotrof : dpt mempergunakan

karbondioksida dari atmosfir sebagai satu-satunya sumber karbon untuk membangun biomolekul yang mengandung karbon. Bersifat fotosintetik , memperoleh energi dr sinarmthr, CO2 u membangun biomolekul organik, menghasilkan O2 . (Tumbuhan hijau, alga, dan beberapa bakteri )

Sel heterotrof : tidak dpt mempergunakan karbondioksida dari atmosfir, memperoleh karbon dari lingkungannya. Mempergunakn produk organik dr outotrof sbg sari makananCO2

Metabolisme proses kimiawi yang terjadi di dalam sel atau organisme untuk membentuk atau membongkar energi

Rangkaian reaksi kimia diawali dengan substrat, diahkiri dengan produk

Reaksi metabolime dikatalis oleh enzim

3 Jenis sumber bahan makanan yg dimetabolisme:a. Karbohidrat (Gula dan Glikogen) b. Lemak (Asam lemak, gliserol) c. Protein (Asam amino)

Macam Metabolisme :

1. Sintesis molekul organik : ANABOLISME

2. Pemecahan molekul organik : KATABOLISME

Anabolisme proses asimilasi/ penyusunan/

pembentukan molekul yang lebih kompleks dari molekul yang sederhana .

biosintesis polimer dari monomer (asam amino, nukleotida dan lipid) dari rangka karbon utama melalui pemanfaatan ATP dan NADPH

Sintesis, memerlukan energi , reaksi endergonik.

Contoh:1.Sintesis lemak

disintesis dr protein dan karbohidrat melalui koenim A yang berfungsi memutuskan atau memecahkan dua bagian atom C utk membentuk asetil Ko A

2.Sintesis proteindi dalam sel tersusun atas asam amino dengan melibatkan DNA dan RNA

3. Fotosintesis

Contoh Sintesis protein dari asam amino,

karbohidrat dari gula lemak dari asam lemak dan gliserol

Katabolisme proses pemecahan atau penguraian

molekulyang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana .

Menghasilkan atau melepaskan ATP, digunakan organime untuk beraktifitas

(Reaksi eksergonik).

Fungsi: menyediakan bahan baku untuk sintesis

molekul lain menyediakan energi kimia yang dibutuhkan

aktivitas sel

Proses katabolisme: Respirasi sel dihasilkan energi yang disimpan dalam suatu ikatan kimia

Perbedaan penting lintas katabolik dan anabolik1. Lintas yg terjadi pada proses degradasi

biomolekul mungkin tidak dapat mencukupi kebutuhan energi biosintesa. Degradasi molekul organik yang kompleks biasanya merupakan proses “menurun”, terjadi dengan melepaskan energi, biosintesis adalah proses “menaik” yang memerlukan energi.

2. Jika hanya satu lintasan, maka tjd penurunan kec. Prosess katabolik dengan menghambat satu diantara enzim yang terlibat shg menghambat proses biosintesis.

3.

Mis: oksidasi as. Lemak asetil KoA dlm hati terjadi serangkaian aktivitas enzim didalam mitokondria, tmpt berlangsungnya reaksik oksidatif. Biosintesis as lemak dari asetil KoA memerlukan input atom H y.i sebagai tenaga pereduksi , berlangs dengan serangkaian enzim yang berbeda, yang terletak di sitosol.

AMFIBOLIK yaitu katabolik yang terdiri dari SAS dan beberapa enzim pembantu bekerja sebagai daerah pertemuan utama yang dapat dijangkau oleh kedua jalur katabolik dan anabolik.

ATP membawa energi dari reaksi katabolik ke reaksi anabolikEnergi bebas : bentuk energi yang mampu

melakukan kerja pada kondisi suhu dan tekanan tetap.

Sel hidup sejumlah besar energi yang dibebaskan dari glukosa dan bahan bakar seluler lainnya pada proses katabolisme disimpan oleh sintesis ATP dari ADP dan fosfat anorganik.

Dapat melangsungkan 4 jenis kegiatan:

NADPH Merupakan bentuk tereduksi atau yang

membawa hidrogen dari koenzim dan pembawa elektron yang kaya akan energi dari reaksi katabolik menuju reaksi biosintesis yang memerlukan elektron.

Cara kedua u membawa energi kimia dari reaksi katabolismee menuju reaksi biosintesis yang memerlukan energi dalam bentuk atom hidrogen atau elektron.

Energi yang tersimpan dalam bentuk ATP :

ATP dapat memberikan energi yang diperlukan bagi kerja kimia pada biosintesis.

ATP merupakan sumber energi bagi motilitas dan kontraksi sel

Bagi transport nutrient melalui membran, melawan gradien konsentrasi

untuk menjamin pemindahan informasi genetik secara tepat selama biosintesis DNA, RNA dan protein.

Asam Amino Piruvat Asam Lemak

Suksinat

Okaloasetat

Malat

Sitrat

α-Ketoglutarat

Suksinil-KoA

GTP

Fumarat

Asetil-KoA

CO2

Isositrat

Transport elektron danfosforilasi oksidatif

Siklus Asam Sitrat

CO2

2H

CO2

2H

2H

NADH

2H

2H

2H

2H

CO2

NH3

NADHdehidrogenase

Ubikuinon

Sitokrom b

Sitokrom c1

Sitokrom c

Sitokromoksidase

2e-

H2O2H+ ½ O2+

2e-

2e-

2e-

2e-

2e-

2e-

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATP

Tahap 1

Tahap 2

Tahap 3

Tahap I : makromolekul sel dipecah menjadi unit-unit pembangun

Tahap II : produk yang terbentuk di tahap I dikumpulkan dan diubah menjadi molekul yang lebih sederhanaMis: senyawa 3 karbon = piruvat 2 karbon = asetil

Tahap III : Asetil Ko A SAS CO2 dan H2O

Setiap tahap pada katabolisme dan anabolisme biomolekul tertentu dikatalisis oleh sistem multi enzim

AMFIBOLIK yaitu katabolik yang terdiri dari SAS dan beberapa enzim pembantu bekerja sebagai daerah pertemuan utama yang dapat dijangkau oleh kedua jalur katabolik dan anabolik.

Penyediaan Energi Selular1. Katabolisme makanan menyediakan energi untuk sintesa ATP

melalui metabolisme selular spesifik:1. Glikolisis, 2. Siklus asam sitrat, dan 3. Transpor elektron4. Fosforilasi Oksidatif5. Glikogenolisis6. Glukoneogenesis7. Lipolisis

2. 2 Sumber ATP selular adalah : 1. Substrat pembentuk ATP (selama proses katabolisme)

3. Transpor elektron Dihasilkan dari perbedaan proton) dan Sintesis ATP

4. Simpanan Phosphogens/ikatan pospat berenergi tinggi

RESPIRASIPersamaan umum respirasi

C6H2O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + E

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan, mis.glukosa, menjadi CO2 dan H2O E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Reaksi AerobikPeristiwa pembakaran zat makanan

menggunakan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP

Respirasi aerobik berlangsung dalam tiga tahap :1. glikolisis, pemecahan glukosa (6 atom C) asam piruvat (3 atom C)

Glukose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

berlangsung di dalam sitosol2.

2. oksidasi asam piruvat CO2 + H2O berlangsung di dalam mitokondria

3. Siklus Krebs – siklus asam sitrat / asam trikarboksilat (TCA)

Mempunyai fungsi:Menghasilkan NADH, FADH, ATP

membentuk kembali oksaloasetatmitokondr ia

3. Rantai transport elektron – fosforilasi oksidatif

Di membran dalam mitokondria

Terlibat suatu rangkaian reaksi yang membawa elektron (oleh donor elektron)dan yang menerima elektron (oleh akseptor elektron)

1. Membran luar yang mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan terdapat protein integral pada membran membentuk saluran, yang memfasilitasi keluar masuknya berbagai macam molekul

2. Membran dalam, yang mengelilingi matriks yang berisi cairan membentuk suatu lekukn ke dalam matriks - krista. mengandung 4 kelompok protein integral membran :a. NADH dehidrogenase,b. sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1),c. sitokrom c oksidase,d. ATP sintase dan satu protein perifer yang berperan dalam transfer elektron –succinat dehidrogenase

GlikolisisGlikolisis merupakan proses katabolisme

glukosa secara anaerob : terjadi pada setiap jenis sel pada eukariot terjadi di sitosol Persamaan reaksi :

C6H12O6 + 2NAD+ 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ 0

Akhir dari proses glikolisis per 1 molekul glukosa akan dihasilkan dua molekul asam piruvat (3 – C), dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat masuk ke jalur :

- Fermentasi alcohol- Fermentasi asam laktat- Respirasi anaerob

Respirasi aerob dan anaerob

Respirasi anaerobikTidak menggunakan oksigen sbg penerima

ahkir pada saat pembentukan ATPMenggunakan glukosa sbg substratFermentasiSel sel otot jika kekurangan oksigenReaksi Kimiawi Proses Glikolisis : Glukose + 2 ADP + 2 Pi 2 laktat + 2 ATP

+ 2 NADH + 2 H2OProduk Akhir : LaktatTidak menerima elektron dari NAH dan FAD, shg

siklus kreb tidak

Pada otot yang sedang berkontraksiPada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktatPersamaan reaksiC3H4O3 + NADH + H+ C3H6O3 + NAD+

Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Sel:mesin kimia, memperoleh bahan dan energi dari lingkungannya dan mengubahnya di dalam sel melalui proses kimia metabolisme

Keadaan lingkungan selBerupa cairan cairan ekstra sel (CES)Komponen utama adalah air, pelarut terdapat

molekul dan ion-ion yang diperlukan oleh sel dalam melaksanakan fungsinya, yaitu:gas

ion anorganik: natrium, kalium, kalsium, bicarbonat dan fosfor, Cu++,Mn++,Co++

zat organik (makanan dan vitamin)hormon

Difusi : terjadi bila molekul atau ion bergerak searah dengan gradien / konsentrasinya. Beberapa sel mampu meningkatkan permebialitas membrannya terhadap ion atau molekul tertentu. Yang menghasilkan difusi tertentu.

Osmosis : difusi dari air. Air murni bersifat hipotonik terhaddap sitoplasma semua sel, karena itu sel dan organisme yang berada di air tawar harus mempunyai mekanisme adaptasi untuk menegahnya agar tidak pecah sebagai akibat osmosis. Air laut bersifat hipertonik terhadap sitoplasma sejjuumlah sel, karena itu organisme laut harus dapat mencegah dehidrasi.

Transpor aktif: beberapa molekul dan ion dapat diangkut melalui membran sel melawan gradien konsentrasinya jika terdapat enzim yang cocok dan tersedia sumber energi.

 Endositosis ; banyak sel yang menyelubungi

bahan yang ada dalam CES dengan membentuk lekukan lekukan ke dalam dari membran sel.

 Eksostosis : beberapa sel mengeluarkan

bahan yang ada di dalam kantong yang dilapisi oleh membran

TERIMA KASIH