Metabolisme

BAB III
PEMBAHASAN
A. Pengertian Metabolisme
Makhluk multiseluler, baik manusia, hewan, maupun tumbuhan tersusun atas jutaan sel. Tiap sel memiliki fungsi tertentu untuk kelangsungan hidup suatu organisme. Untuk menjalankan fungsinya, sel melakukan proses metabolisme. Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel.Reaksi kimia ini akan mengubah suatu zat menjadi zat lain.
Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Metabolisme melibatkan banyak komponen (molekul –molekul) yang terdapat di dalam sel. Komponen yang memiliki keterkaitan erat dengan metabolisme diantaranya enzim dan ATP.
B. meolekul  Yang Terlibat Dalam Metabolisme
I. Enzim
Enzim merupakan senyawa protein yang berfungsi sebagai biokatalisator yang di hasilkan di dalam sel. Komponen enzim terdiri dari:
1. Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas (termolabil).
2. Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut koenzim. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agar enzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan,kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.
 Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:
1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
2. Thermolabil, mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari  protein yang mempunyai sifat thermolabil.
3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase, maltase.
6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.
lipase
Lemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol
7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif  (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu. Seperti gembok dengan kunci.
8.  Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
 Cara kerja enzim ada dua macam yaitu dengan model kunci gembok dan kecocokan terinduksi.
a. Kunci gembok (lock and key)
Enzim dimisalkan sebagai gembok karena memiliki sebuah bagian kecil yang dapat berikatan dengan substract. Bagian tersebut disebut sisi aktif. Substrat dimisalkan sebagai kunci karena dapat berikatan secara pas dengan sisi aktif enzim (gembok)


b. Kecocokan terinduksi (induced fit)
Pada model ini, penempelan substrat pada sisi aktif enzim akan menginduksi perubahan sisi aktif enzim menjadi sesuai dengan bentuk substrat.



 Faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1. Temperatur
2.  Perubahan PH
3.   Konsentrasi Enzim dan Substrat
4.   Inhibitor Enzim
II. ATP (Adenosin Tri Phosphat)
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik.
http://IamIceCreamLovermakalahmetabolismesel.htm

C. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2,yaitu:  
1) Katabolisme
Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana.Proses ini menghasilkan enefgi yang dapat digunakan oleh makhluk hidup sehingga reaksi eksergonik.Contoh proses katabolisme pada makhluk hidup adalah respirasi sel.Respirasi sel merupakan salah satu bentuk proses katabolisme yang menguraikan senyawa organic kompleks menjadi senyawa-senyawa sederhana.Proses respirasi sel berlangsung didalam mitokondria.
Berdasarkan kebutuhan kebutuhan oksigen,respirasi dibedakn menjadi dua macam,yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob :
a) Respirasi aerob :respirasi yang memerlukan oksigen dari udara. Proses respirasi aerob mengubah energy kimia yang terkandung dalam sari makanan(glukosa) menjadi energy kimia dalam bentuk ATP.
Berdasarkan jalur reaksinya respirasi aerob dibedakan menjadi 2 macam berikut :
a. Respirasi aerob melalui jalur siklus krebs
Respirasi aerob melalui jalur siklus krebs memiliki 4 tahap yaitu Glikolisi, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan sistem transport elektron.
  Glikolisis :
Merupakan prroses pengubahan molekul glukosa menjadi asam pirufat dengn menghasilkan NADH dan ATP. Glikolisis terjadi di sitosol. Dalam glikolisis, satu molekul akan menghasilkn 2 asam pirufat, 2 NADH, dan 2 ATP. Secara singkat persamaan reaksinya :
Glukosa + 2 ADP + 2 P + 2 NAD  2 Asam Pirufat + 2 ATP + 2 NADH
Asam pirufat selanjutnya memasuki tahap dekarboksilasi oksidatif di dalam mitokondria.
Dikenal sebagai Reaksi Embden dan Meyerhoff

  Dekarboksilasi Oksidatif atau pembentukan Asetil Co-A
Pada tahap ini asam piruvat di ubah menjadi Asetil Co-A dengan menghasilkan NADH dan melepaskan CO2. Pada organisme eukariotik, dekarboksilasi oksidatif berlngsung dalam matriks mitokondria. Pada organize prokariotik, tahap tersebut berlangsung dalam sitosol (cairan sitoplasma sel). Reaksi dekarboksidasi oksidatif sebagai berikut.
2NAD+ 2NADH
2C3H4O3 + 2COA 2C2H3 O-COA + 2CO2
Asam piruvat     Co-enzim A Asetil Co-A         Karbon dioksida
• Berlangsung pada matriks mitokondria
• Mengubah asam piruvat (3C) menjadi   Asetil Ko-A (2C)
• Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa
  Siklus Krebs :
Siklus Krebs berfungsi menghasilkan energy dan berbagai senyawa antara yang akan digunakan untuk sintesis senyawa lain. Tahap ini berlangsung di dalam matriks mitokondria. Dari 2 Asetil Co-A yang masuk siklus akan menghasilkan 4 CO2, 2ATP, 6 NADH, dan 2FADH2.
  Rantai Pengangkutan Elektron :
Setiap transport electron berfungsi mengoksidasi NADH dan FADH2 dari tahap sebelumnya. Tahap ini berlangsung di membran dalam mitokondria. Electron dan Hidrogen dari senyawa yang tergabung dalam NADH dan FADH2 dialirkan melalui senyawa penerima electron seperti NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Oksigen berfungsi sebagai penerima electron terakhir pada proses tersebut. Selanjutnya, oksigen bergabung dengan H+ membentuk H2O. setiap perpindahan electron yang terjadi, energy yang terlepas digunakan untuk membentuk ATP. Pembentukan ATP dalam sistem transport electron terjadi melalui reaksi fosforilasi oksidatif. Oksidasi 1 NADH menghasilkan 3 ATP, Oksidasi 1 FADH menghasilkan 2 ATP. Ada perbedaan antara jumlah ATP yang dihasilkan organisme eukariotik dan prokariotik. Pada organisme eukariotik, oksidasi NADH dan FADH2 terjadi dalam membran mitokondria. Namun, NADH hasil glikolisis dibentuk dalam sitosol. Akibatnya, NADH tersebut harus dimasukan kedalam mitikondria. Pepindahan 2 NADH hasil glikolisis tersebut memerlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 36.
b. Respirasi Aerob Melalui Jalur Pentosa Fosfat
Jalur pentose fosfat merupakan salah satu cara untuk mendapatkan energi dari oksidasi gula menjadi karbon dioksida dan air. Pada jalur pentose fosfat dihasilkan CO2 dan 2 NADFH2. selanjutnya, NADFH2 dioksidasi dalam sistem transport elektron. Pada jalur tersebut senyawa antara yang terbentuk yang berupa gula.
b) Respirasi Anerob
Respirasi Anaerob merupakan respirasi yang tindak memerlukan oksigen. Respirasi anaerob disebut pula respirasi intramolekul. Reaksi-reaksi yang terjadi serta organel yang berperan dalam repirasi anaerop sama seperti pada respirasi aerob. Namun, dalam respirasi anaerob peran oksigen di gantikan oleh zat lain, contoh NO3 dan SO4. Energi yang dihasilkan dalam respirasi anaerob lebih sedikit daripada respirasi aerob. Respirasi anaerob hanya dapat di lakukan oleh mikoorganisme tertentu, missal bakteri. Respirasi anaerob merupakan reaksi fermentasi. Fermentasi adalah proses penguraian karbohidrat menjadi senyawa lain tanpa bantuan oksigen. Fermentasi terdiri dari 2 tahap, yaitu glikolisis dan pembentukan NAD+. Pada proses ini asam pirupat hasil glikolisis tidak di ubah menjadi asetil Co-A, tetapi di reduksi menjadi senyawa lain dengan bantun NADH.
Perbedaan antara fermentasi dan respirasi aerob terleak pada organ yang berperan. Fermentasi tidak melibatkan mitrokondria, sedangkan respirasi anaerob melibatkan mitrikondria. Satu molekul glukosa yang di fermentasikan menghasilkan 2 ATP. Fermentasi dibedakan menjadi 2 macam
a. Fermentasi Asam Laktat
fermentasi asam laktat mengunakan bahan baku berupa asam pirufat dari hasil glikolisi menghasilkan asam laktat dan ATP. Proses ini terjadi pada sel-sel otot. Timbunan asam laktat yang berlebihan dapat mengakibatkan otot terasa lelah dan nyeri.
b. Fermentasi Alkohol
fermentasi alcohol merupakan bahan baku berupa asam firufat dari hasil glikolisis menghasilkan etanol, CO2, dan ATP. Fermentasi alcohol disebut juga peragian alkohol atau alkoholisasi. Fermentasi ini terjadi pada khamir atau yeast (Saccharomyces sp).
2) Anabolisme
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6CO2+6H2O———————————>C6H1206+602
klorofil (energy kimia ) glukosa

Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu
Yang digunakan dalam proses fotosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.

PigmenFotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.
a.       Reaksi terang
Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimiawi yang berupa ATP atau NADPH. Molekul pigmen dan protein yang melakukan reaksi terang ditemukan dalam membrane tilakoid dan termasuk molekul-molekul dari dua fotosistem dan rantai transpor electron.
b.      Reaksi gelap (Siklus Calvin )
H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap. Siklus Calvin yang terjadi dalam stroma kloroplas, menggunakan ATP dan NADPH untuk mengubah CO2  menjadi karbohidrat. Produk langsung dari siklus Calvin adalah gula berkarbon-tiga gliseraldehida 3-fosfat(G3P), enzim dalam kloroplas dan sitosol mengubah gula kecil ini menjadibermacam macam senyawa organic lainya. Siklus Calvinmengembalikan ADP,fosfat organik dan NADPH+ ke reaksi terang.
( Kusumawati,Rohana.2013.Biologi.Klaten:Inta Pariwara)




























BAB IV
PENUTUP

1. Simpulan
Metabolism merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia didalam organisme dalam sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan pengurai (katabolisme) molekul organic komplek. Metabolism biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme.
• Katablisme yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organic unruk mendapatkan energy
• Anaboisme yaitu reaksi yang merangkai senyawa organic dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.
2. saran
Dengan membaca makalah ini, pembaca disarankan agar bisa  mengambil manfaat akan pentingnya metabolisme sel dan diharapkan dapat dimengerti.









DAFTAR PUSTAKA
Kusumawati,Rohana.2013.Biologi.Klaten:Inta Pariwara
http://IamIceCreamLovermakalahmetabolismesel.htm