BIOLOGI MOLEKULER SEL

Selasa, 31 Juli 20120 komentar

MAKALAH


MOLEKULER SEL

MAKALAH
untuk memenuhi tugas matakuliah Biologi Umum
yang dibina oleh Bapak Drs., Dr., Fatchur Rohman, M.si dan Bapak Drs.,  I Wayan Sumberartha


Disusun Oleh:
Diyan Kurnia Agustin (110321419518)
Fitri Rochmawati        (110321419511)
M.Irsyadul Ibad          (110321419537)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
September 2011
 
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat  Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “ Molekuler Sel” sebagai tugas mata kuliah Biologi Umum.
Makalah ini memberikan gambaran tentang  komponen kimia sel, komponen penting dalan kehidupan, struktur sel, metabolisme sel, sitesis protein, dan transpor melalui membran.
Pada kesempatan kali ini tidak lupa kami sampaikan terima kasih kepada :
1.    Bapak Fathur Rochman dan bapak I Wayan Sumberartha selaku dosen pengajar mata kuliah biologi umum,
2.    Anggota kelompok biologi umum yang telah berusaha menyelesaikan makalah ini,dan
3.    Semua pihak yang telah membantu penulis.
Penulis menyadari bahwa makalah ini belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca. Atas saran dan kritik yang diberikan, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi para pembaca.


                                                                                                Malang, September 2011


                                                                                                Penulis



 
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL.....................................................................................       i
KATA PENGANTAR......................................................................................       ii
DAFTAR ISI.....................................................................................................      iii
DAFTAR GAMBAR.........................................................................................     iv 
BAB I PENDAHULUAN
A.    Latar Belakang.............................................................................................      1
B.     Rumusan Masalah .......................................................................................      1
C.     Tujuan Penulisan..........................................................................................      1
BAB II PEMBAHASAN
A. Komposisi Kimia sel....................................................................................       3
B. Struktur dan fungsi bagian-bagian sel.........................................................      14
C. Metabolisme Sel..........................................................................................      24
D. Sintesis Protein...........................................................................................       32
E. Transpor Melalui Membran.........................................................................      36
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan...................................................................................................     43
B. Saran.............................................................................................................     43
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................     44

 
Daftar Gambar
Struktur sel prokariotik......................................................................................................     13
Membran plasma...............................................................................................................     15
Kompleks golgi.................................................................................................................     19
Mitokondria......................................................................................................................      20
Glikolisis...........................................................................................................................     23
Siklus krebs......................................................................................................................      24
Transpor elektron..............................................................................................................      25
Jalur elektron non siklik....................................................................................................      28
Inisiasi transkripsi..............................................................................................................     31
Elongasi transkripsi.............................................................................................................    31
Terminasi transkripsi...........................................................................................................    32
Inisiasi translasi....................................................................................................................   33
Elongasi translasi..................................................................................................................  34
Terminasi translasi................................................................................................................   34
Difusi....................................................................................................................................  36
Osmosis................................................................................................................................   38
Difusi terfasilitasi.................................................................................................................   39




BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Biologi Molekuler merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari hubungan antara struktur dan fungsi molekul-molekul hayati serta kontribusi hubungan tersebut terhadap pelaksanaan dan pengendalian berbagai proses biokimia. Secara lebih ringkas dapat dikatakan bahwa Biologi Molekuler mempelajari dasar-dasar molekuler setiap fenomena hayati. Oleh karena itu, materi kajian utama di dalam ilmu ini adalah makromolekul hayati, khususnya asam nukleat, serta proses pemeliharaan, transmisi, dan ekspresi informasi hayati yang meliputi replikasi, transkripsi, dan translasi.
Meskipun sebagai cabang ilmu pengetahuan tergolong relatif masih baru, Biologi Molekuler telah mengalami perkembangan yang sangat pesat semenjak tiga dasawarsa yang lalu. Perkembangan ini terjadi ketika berbagai sistem biologi, khususnya mekanisme alih informasi hayati, pada bakteri dan bakteriofag dapat diungkapkan. Begitu pula, berkembangnya teknologi DNA rekombinan, atau dikenal juga sebagai rekayasa genetika, pada tahun 1970-an telah memberikan kontribusi yang sangat besar bagi perkembangan Biologi Molekuler. Pada kenyataannya berbagai teknik eksperimental baru yang terkait dengan manipulasi DNA memang menjadi landasan bagi perkembangan ilmu ini.
B. Rumusan Masalah
1. Sebutkan berbagai macam komposisi kimia sel?
2. Sebutkan berbagai macam organel-organel sel?
3. Bagaimana proses metabolisme sel berlangsung?
4. Apa yang dimaksud dengan sintesis protein?
5. Jelaskan proses transpor melalui membran?

C. Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui tentang komposisi kimia sel
2. Untuk mengetahui berbagai macam organel-organel sel
3. Untuk mengetahui proses metabolisme sel
4. Untuk mengetahui penjelasan lebih dalam mengenai sintesis protein
5. Untuk mengetahui proses transpor melalui membr




BAB II
PEMBAHASAN

A. Komposisi Kimia sel         
a.     Bahan Anorganis
1.      Air
Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk, yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat. Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel. Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel (De Robertis et al., 1975).
Fungsi Air :
·      Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin
·      Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.
·      Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi  untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.
·      Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
·      Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis di dalam sel. Ini penting bagi hewan homoterm (berdarah panas, suhu tetap), yakni hewan-hewan yang tak bergantung suhunya kepada suhu lingkungan. Misanya, aves dan mamalia, jika suhu sel naik, misalnya Karena makhluk itu baru mengadakan aktivitas besar  suhu sel memanas,.panas ini kembali diturunkan sehingga suhu tetap seperti semula. Untuk itu perlu membuang panas berlebih dengan  cara berpeluh atau penganginan.
·      Hidrolisa. Ion-ion H dan OH dari air akan bersenyawa dengan pecahan atau gugusan molekul bahan organis complex, sehingga terjadi bahan yang bersusunan molekul sedrehana.
·      Menciptakan selaput air, selaput air perlu ada pada permukaan berbagai saluran  dan ronggga untuk mempermudah difusi lewat membrane sel

2.      Gas
Ada 4 macam gas yang terdapat dalam sel :
1.      Oksigen (O2), masuk ke dalam sel lewat pernafasan. Di udara beas terdapat 21 %, di air sekitar 0,5%. Fungsi air adalah oksidasi zat makanan sehingga timbul energi
2.      Karbondioksida (CO2), berupa ampas oksidasi. Kadar kandungan di udara sebesar 0,04%. BAgi tumbuhan, gas ini sebagai bahan mentah bersama air untuk sintesa karbohidrat dalam proses fotosintesis.
3.      Nitrogen ( N2),   bagi sel, gas ini tak terpakai meskipun masuk bersama gas pernafasan. Unsur nitrogen baru bisa diikat oleh sel kalau sudah dalam ikatan ion nitrat (NO3-), meski sebagian kecil  makhluk juga  ada yang memprgunkan dalam bentuk ion ammonium (NH4-). Beberapa bakteri tanah dapat mempergunakan gas nitrogen bebas di alam sebagai sumber energy, lalu mengubahnya menjadi nitrit sampai nitrar. 

4.      Amonia (NH3),  ampas metabolism protein dalam sel ini sangat beracun bagi sel, maka dari itu harus dikeluarkan  atau dinetralkan untuk sementara waktu sebelum diekskresikan. Ada sel yang mengubahnya jadi asam urat. Setelah di ekskresikan , bakteri tanah dapat mengubah derivate ammonia ini jadi nitrat kembali yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk mensintesis protein

3.      Garam Mineral
§  Ca, Paling banyak terdapat dalam sel, terutama pada tulang dan gigi. Ionnya terdapat dalam cairan tubuh, penting untuk koagulasi darah, kegiatan jantung, otot, saraf dan kepermeabelan membran.
§  Mg, sebanyak 70% bergabung dengan Ca dan P dalam garam tulang. Membina klorofil.
§  Na, Komponenutama kation cairan interseluler. Bersama C dan HCO3- mengatur perimbangan  asam-basa tekanan osmosis cairan tubuh.
§  K, Komponen utama kation cairan intraseluler(plasma sel). Terdapat juga dalam cairan interseluler karena mempengaruhi kegiatan otot, terutama otot jantung. Dalam sel mengatur peimbangan asam-basa dan juga menahan air dalam sel (tekanan osmosis).
§  P, Kebanyakan bergabung dalam tulang dan gigi (80%). 10% lagi bergabung dengan protein, lipid dan karbohidrat, dan 0% tersebar dalam berbagai komponen kimia lain seperti asam inti. Pamat penting sebagai transfer energy dalam ikatan ATP-ADP, sintesa dan lisis bebadai zat.
§  S, ikut membina protein dalam sel bersama unsur-unsur  pokok lain : C, H, O, N. Membina gugus –SH pada co-enzim A reaksi pernafasan jaringan.  Berbagai bahan yang di produksi sel pun mengandung S, seperti heparin, insulin, vitamin B, asam lipoid dalam tulang tulang rawan.
§  Cl, Sebagai komponen garam dapur (NaCl). Perlu untuk perimbg kadar air dan tekanan osmosis. Juga untuk perimbangan asam-basa. Dalam lambung untuk membentuk HCl, activator pepsinogen.
§  Fe, untuk pernafasan seluler. Hemoglobin, myogobin dan cyotochrom mengandung Fe. Terdapt juga dalam berbagai enzim.
§  Cu, membina beberapa enzim atau  beperan untuk activator. Untuk sintesa Hb perlu kehadiran Cu. Fungsi lainnya adalah, pembentukan tulang.
§  Mn, Aktivator beberapa enzim.
§  Zn, berperan atau ikut membina beberapa macam enzim dan hormon. Terdapat dalam insulin.
§  F, Terdapat pada tulang dan gigi

b.     Bahan Organis
1.      Karbohidrat
Molekul karbohidrat adalah substansi yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O. Perbandingan antara molekul H dan O adalah 2:1. Jadi memiliki rasio yang sama dengan molekul air (H2O), misalnya:
Ribosa=C6H10O5
Glukosa=C6H12O6
Sukrosa=C12H22O11
Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa sederhana dengan berat molekul rendah hingga berat molekul besar. Berbagai senyawa tersebut dapat dibagi dalam 3 golongan, yaitu :
a)      Monosakarida
Monosakarida sering disebut gula sederhana adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sedrhana. Molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja. Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan kandungan atom karbonya, yaitu
Triosa=(C3H6O3)
Tetrosa=(C4H8O4)
Pentosa=(C5H10O5)
Heksosa=(C6H12O6)
Macam-macam monosakarida :
·         Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.
·         Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda
·         Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.
·         Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.
·         Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.






b)      Disakarida
Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya. Pada kebanyakan disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosida, dan dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon pada gula yang kedua.
Disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda bila mengalami hidrolisis, misalnya:
Maltosa -------> Glukosa + Glukosa
Laktosa -------> Glukosa + Galaktosa
Sukrosa -------> Glukosa + Fruktosa

c)      Polisakarida
Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang panjang. Polisakarida dapat dibagi menjadi dua kelas utama yaitu homopolisakarida dan
heteropolisakarida. Homopolisakarida yang mengalami hidrolisis hanya menghasilkan satu jenis monosakarida, sedangkan heteropolisakarida bila mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih dari satu jenis monosakarida. Beberapa Contoh polisakarida :
1.      Amilum (pati) terdiri atas 20-30 unit sakarida. Terdapat dalam sel tumbuhan.
2.      Selulosa (zat kayu) terdiri atas 3000 sakarida. 50 % tubuh tumbuhan terdiri atas selulosa yang membentuk dinding sel.
3.      Glikogen, polisakarida yang terdapat khusus pada sel hewan, glikogen pada hewan terdiri atas 8-20 polimer glukosa
Fungsi Karbohidrat adalah :
·         Sumber Energi
Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyak didapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.
·         Pemberi rasa manis pada makanan
Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalah gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2
·         Penghemat Protein
Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.
·         Pengatur Metabolisme Lemak
Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.

2.      Lemak
Lemak adalah ester dari gliserol dengan asam-asam karboksilat suku tinggi. Asam penyusun lemak disebut asam lemak. Asam lemak yang terdapat di alam adalah asam palmitat (C15H31COOH), asam stearat (C17H35COOH), asam oleat (C17H33COOH), dan asam linoleat (C17H29COOH). Pada lemak, satu molekul gliserol mengikat tiga molekul asam lemak, oleh karena itu lemak adalah suatu
trigliserida. Struktur umum molekul lemak seperti terlihat pada ilustrasi dibawah ini:




Pada rumus struktur lemak di atas, R1–COOH, R2–COOH, dan R3–COOH adalah molekul asam lemak yang terikat pada gliserol. Nama lazim dari lemak adalah trigliserida. Penamaan lemak dimulai dengan kata gliseril yang diikuti oleh nama asam lemak. Contoh :



 








Molekul lemak terbentuk dari gliserol dan tiga asam lemak. Oleh karena itu, penggolongan lemak lebih didasarkan pada jenis asam lemak penyusunnya. Berdasarkan jenis ikatannya, asam lemak dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

·      Asam lemak jenuh
Asam lemak jenuh, yaitu asam lemak yang semua ikatan atom karbon pada rantai karbonnya berupa ikatan tunggal (jenuh). Contoh: asam laurat, asam palmitat, dan asam stearat.

·      Asam lemak tak jenuh
Asam lemak tak jenuh, yaitu asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada rantai karbonnya.
Contoh: asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat
Penggunaan Lemak dan Minyak dalam Kehidupan Sehari-hari
Lemak atau minyak dapat dimanfaatkan untuk beberapa tujuan, di antaranya sebagai berikut.
·         Sumber energi bagi tubuh Lemak dalam tubuh berfungsi sebagai cadangan makanan atau sumber energi. Lemak adalah bahan makanan yang kaya energi. Pembakaran 1 gram lemak menghasilkan sekitar 9 kilokalori.
·         Bahan pembuatan mentega atau margarinLemak atau minyak dapat diubah menjadi mentega atau margarin dengan cara hidrogenasi.
·         Bahan pembuatan sabun

3.      Protein
Protein adalah makromolekul yang terdiri atas asam-asam amino yang saling berikatan dengan ikatan kovalen diantara gugus a-karboksil asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang lain. Ikatan di antara asam amino disebut ikatan peptida. Beberapa unit asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida disebut polipeptida. Molekul protein dapat terdiri atas satu atau sejumlah rantai polipeptida dan setiap rantai dapat terdiri atas ratusan hingga jutaan residu asam amino.
Ada 3 golongan protein :
·         Protein sederhana, mengandung asam-asam amino atau derivatnya dan jika dihidrolisis menghasilkan asam amino saja, contoh : Albumin, globulin, albuminoid.
·         Protein gabungan, selain asam-asam amin mengandung golngan prsthetis, contoh : casein, hemoglobin lipoprotein.
·         Protein tambahan, berasal dari perombakan sebagaian (tak sempurna) protein, contoh : protesa, pepetida dan pepton.

4.      Asam Inti
Molekul yang lebih besar dari prtein, polimer nukleotida. Nukleotida terdiri atas rangkaian gula, fosfat dan basa N. Satu nukleotida terdiri atas 3 untaian gula, fosfat dan basa N. Ada 2 macam asam inti :
Ø  DNA(deoxyribose nucleic acid)
Pada DNA unsur  fosfatnya, PO4-3, gulanya deoxyribose dan basa-Nnya adalah adenin, tiamin, guanin, dan citosin. Pada makhluk tak berinti dan jamur, DNA itu tunggal, tak berpasangan. Pada makhuk berinti kecuali jamur, sepasang.
            DNA membina sebagian besar gen. Sisanya gen itu terdiri dari protein. Dapat dsebut bahan genetis (sifat keturunan) gen itu ialah DNA sendiri. DNA dibina atas puluhan sampai ribuan nukleotida.
Ø  RNA (ribose nuclec acid)
Pada DNA unsur  fosfatnya, PO4-3, gulanya ribose dan basa-Nnya adalah adenin, uracil, guanin, dan citosin.Terdapat bantak pada plasma, sedikit dalam nukleotida. RNA selalu tunggal, tak berpasangan.
RNA ada 3 macam :
§  RNA-m (m = messenger)
RNA-m terbentuk saat diperlukan, untuk mensintesa sejenis protein. Disebut messenger karena ia pembawa perintah, kabar, dari gen untuk melakukan sintesis protein itu.
§  RNA-t (t = transfer)
RNA-t terdapat selalu dalam plasma, dan larut. Disebut juga RNA larut. Terdiri dar polimer nukleotida yang pendek, berpilin, sehingga Nampak seperti double helix. Pada waktu sintesa protein, RNA-t berjabatan dengan 3 titik basa RNA-m dalam ribosom. Dalam berjabatan itu basa-basanya berpsaangan, seperi perpasangan basa itu pada DNA double helix, hanya T diganti U. jadi A-U, G-C. Ujung lain RNA-t itu melekat asam amino. Karena ada 20 macam asam amino untuk mensintesa protein, RNA-t pun ada 20 macam, masing-masing membawa asam amino tertentu, yang ditandai oleh susunan 3 titik basa.
§  RNA-r ( r = ribosam)
Terdapat dalam ribosom. Jika sintesa protein berlangsung, RNA-m melekat stengkup dengan RNA-r itu dalam ribosom. RNA-r, seperti RNA-t sudah selalu berda dalam ribosom.

5.      Enzim
Komponen Penyusun Enzim
Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan
menjadi :
a.                  Enzim protein sederhana terdiri atas protein
b.                  Enzim protein konjugasi, terdiri atas protein dan non protein
Enzim terdiri atas :
a.                  Apoenzim (protein), yaitu bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif
b.                  Non protein = kofaktor  yaitu
 - bagian yang relatif tahan panas (100oC) sampai beberapa
   lama (termostabil)
            - kofaktor terdiri atas :
·         metaloenzim (ion anorganik) seperti Zn, Fe, Mn, Ca, Co, Cu, K
·         koenzim (senyawa organik) seperti tiamin, riboflavin,                            piridoksin, niasi, biotin, NAD, FAD, NADP
Sifat-sifat Enzim :
·         Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi
·         Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil
·         Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim
·         Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang
·         Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase
·         Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun adajuga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.
lipase
Lemak + H2O —————> Asam lemak + Gliserol
·         Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu
·         Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor
           
6.      Vitamin
Vitamin (bahasa Inggris: vital amine, vitamin) adalah sekelompok senyawa organik amina berbobot molekul kecil yang memiliki fungsi vital dalam metabolisme setiap organisme, yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh.
Nama ini berasal dari gabungan kata bahasa Latin vita yang artinya "hidup" dan amina (amine) yang mengacu pada suatu gugus organik yang memiliki atom nitrogen (N), karena pada awalnya vitamin dianggap demikian. Kelak diketahui bahwa banyak vitamin yang sama sekali tidak memiliki atom N. Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya, senyawa vitamin ini digunakan tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang secara normal.[3]
Terdapat 13 jenis vitamin yang dibutuhkan oleh tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang dengan baik. Vitamin tersebut antara lain vitamin A, C, D, E, K, dan B (tiamin, riboflavin, niasin, asam pantotenat, biotin, vitamin B6, vitamin B12, dan folat). Walau memiliki peranan yang sangat penting, tubuh hanya dapat memproduksi vitamin D dan vitamin K dalam bentuk provitamin yang tidak aktif. Oleh karena itu, tubuh memerlukan asupan vitamin yang berasal dari makanan yang kita konsumsi. Buah-buahan dan sayuran terkenal memiliki kandungan vitamin yang tinggi dan hal tersebut sangatlah baik untuk tubuh. Asupan vitamin lain dapat diperoleh melalui suplemen makanan.
Vitamin memiliki peranan spesifik di dalam tubuh dan dapat pula memberikan manfaat kesehatan. Bila kadar senyawa ini tidak mencukupi, tubuh dapat mengalami suatu penyakit. Tubuh hanya memerlukan vitamin dalam jumlah sedikit, tetapi jika kebutuhan ini diabaikan maka metabolisme di dalam tubuh kita akan terganggu karena fungsinya tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Gangguan kesehatan ini dikenal dengan istilah avitaminosis. Contohnya adalah bila kita kekurangan vitamin A maka kita akan mengalami kerabunan. Di samping itu, asupan vitamin juga tidak boleh berlebihan karena dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada tubuh
7.      Hormon
 hormon adalah zat  kimia yang dilepaskan oleh sel atau kelenjar di salah satu bagian tubuh yang mengirimkan pesan yang mempengaruhi sel-sel di bagian lain dari organisme. Hanya sejumlah kecil hormon diperlukan untuk mengubah metabolisme sel. Pada intinya, itu adalah utusan kimia yang mengangkut sinyal dari satu sel ke sel lainnya. Semua organisme multiselular memproduksi hormon.
Hormon beredar di dalam sirkulasi darah dan fluida sell untuk mencari sel target. Ketika hormon menemukan sel target, hormon akan mengikat protein reseptor tertentu pada permukaan sel tersebut dan mengirimkan sinyal. Reseptor protein akan menerima sinyal tersebut dan bereaksi baik dengan memengaruhi ekspresi genetik sel atau mengubah aktivitas protein selular, termasuk di antaranya adalah perangsangan atau penghambatan pertumbuhan serta apoptosis (kematian sel terprogram), pengaktifan atau penonaktifan sistem kekebalan, pengaturan metabolisme dan persiapan aktivitas baru (misalnya terbang, kawin, dan perawatan anak), atau fase kehidupan (misalnya pubertas dan menopause). Pada banyak kasus, satu hormon dapat mengatur produksi dan pelepasan hormon lainnya. Hormon juga mengatur siklus reproduksi pada hampir semua organisme multiselular.

8.      Antibodi
Antibodi (bahasa Inggris: antibody, gamma globulin) adalah glikoprotein dengan struktur tertentu yang disekresi dari pencerap limfosit-B yang telah teraktivasi menjadi sel plasma, sebagai respon dari antigen tertentu dan reaktif terhadap antigen tersebut. Sistem imunitas manusia ditentukan oleh kemampuan tubuh untuk memproduksi antibodi untuk melawan antigen. Antibodi dapat ditemukan pada darah atau kelenjar tubuh vertebrata lainnya, dan digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk mengidentifikasikan dan menetralisasikan benda asing seperti bakteri dan virus. Molekul antibodi beredar di dalam pembuluh darah dan memasuki jaringan tubuh melalui proses peradangan. Mereka terbuat dari sedikit struktur dasar yang disebut rantai. Tiap antibodi memiliki dua rantai berat besar dan dua rantai ringan.

B. Struktur dan fungsi bagian-bagian sel
Struktur sel dibagi menjadi struktur sel prokariotik dan eukariotik. Setiap organisme tersusun dari salah satu tipe struktur sel tersebut, yaitu prokariotik atau eukariotik. Sel prokariotik hanya terdapat pada kingdom Monera, Archaebacteria, Eubacteria. Sementara itu kingdom Animalia, plantae, fungi dan kingdom Protista mempunyai struktur sel eukariotik.

1.      Struktur Sel Prokariotik
Semua sel prokariotik mempunyai membran plasma, nukleoid (berupa DNA dan RNA), dan sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak mempunyai membran inti sehingga bahan inti yang berada dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Ciri lain dari sel prokariotik adalah tidak memiliki sistem endomembran seperti retikulum endoplasma dan kompleks Golgi. Selain itu, sel prokariotik juga tidak memiliki mitokondria dan kloroplas, namun mempunyai struktur yang berfungsi sama, yaitu mesosom dan kromatofor. Contoh sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang biru.
Berikut akan diuraikan struktur sel E. coli yang mewakili sel prokariotik yang meliputi dingding sel, membran plasma, sitoplasma, mesosom, ribosom, DNA, dan flagela.
a41.jpg

a.       Dinding Sel
Dinding sel bakteri tersusun atas polisakarida, lemak, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.

b.      Membran Plasma
Membran sel atau membran plasma tersusun atas molekul lemak dan protein. Fungsinya sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan disekitarnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dan ke dalam sel.

c.       Sitoplasma
Sitoplasma tersusun atas air, protein, lemak, dan enzim-enzim. Enzim-enzim digunakan untuk mencerna makanan secara ekstraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Metabolisme sel meliputi proses penyusunan (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) zat-zat.



d.      Mesosom
Pada tempat tertentu, membran plasma melekuk ke dalam membentuk organel yang disebut mesosom. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Biasanya mesosom terletak dekat dinding sel yang baru terbentuk pada saat pembelahan biner sel bakteri. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.

e.       Ribosom
Ribosom merupakan organel tempat berlangsungnya sintesis protein. Ukurannya sangat kecil, berdiameter antara 15-20 nm.

f.       DNA
DNA atau Asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid)merupakan persenyawaan yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat, dan basa-basa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, yakni sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya. Karena itu DNA disebut pula sebagai materi genetik.

g.      RNA
RNA atau asam ribonukleat merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. Jadi bagian tertentu DNA melakukan transkripsi membentuk RNA. RNA membawa kode-kode genetik sesuai pesanan DNA. Selanjutnya kode-kode tersebut akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesi protein.

Demikianlah strutur dan fungsi sel prokariotik pada bakteri E. coli. Ternyata, bakteri mempunyai bagian-bagian sel yang rumit. Setiap bagian sel ini mempunyai peranan yang penting bagi kelangsungan hidup sebuah sel. Namun, bagian-bagian sel tersebut tidak dapat berdiri sendiri dalam menjalankan fungsi sebuah sel, melainkan harus bekerja sama dengan bagian sel lain membentuk satu kesatuan.


2.      Strutur Sel Eukariotik
Semua sel eukariotik memiliki membran inti, sedangkan sel prokariotik tidak. Selain itu, sel eukariotik memiliki sistem endomembran, yakni memiliki organel-organel bermembran seperti retikulum endoplasma, kompleks Golgi, mitikondria, dan lisosom. Sel eukariotik juga memiliki sentriol.
Berikut akan dibahas mengenai struktur sel eukariotik yang meliputi membran plasma, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, kompleks Golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, dan sitoskeleton.

a.       Mebran Plasma
Mebran plasma merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalam sel dengan lingkungan luar. Membran plasma merupakan selaput selektif permeable, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion. Membran plasma tersusun atas molekul lipid dan protein. Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu berupa lapisan lipid rangkap dua (lipid bilayer). Lapisan lipid terdiri atas fosfolipid, gligolipid, sterol.
1)      Fosfolipid, yaitu lipid yang bersenyawa dengan fosfat dan terdiri atas bagian kepal (polar head) dan bagian ekor (nonpolar tail). Bagian kepala bersifat hidrofilik dan bagian ekor bersifat hidrofobik.
2)      Glikolipid, yaitu lipid yang bersenyawa dengan karbohidrat.
3)      Sterol, yaitu lemak alkohol, misalnya kolesterol.     
Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan, yaitu lapisan protein perifer atau ekstrinsik dan lapisan protein integral atau intrinsik. Lapisan protein perifer membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian luar.  Lapisan protein integral membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian dalam.
Molekul protein dan lemak itu tidak statis, melainkan senantiasa bergerak. Dapat dibayangkan molekul lemak sebagai “benda cair” yang diatasnya dan di dalamnya terdapat molekul protein yang “berenang-renang”. Itulah sebabnya unsur membran yang demikian itu disebut sebagai “membran mosaik cair” (fluid mosaic membrane). Untuk jelasnya perhatikan gambar berikut.



Fungsi membran plasma
1)      Melindungi isi sel
Membran sel berfungsi mempertahankan isi sel.
2)      Mengatur keluar masuknya molekul-molekul
Membran plasma bersifat semipermiable (selektif permeable), artinya ada zat-zat tertentu yang dapat melewati membran dan ada pula yang tidak.
3)      Sebagai reseptor rangsangan dari luar sel
Rangsangan iru berupa zat-zat kimia, seperti hormon, racun, rangsangan listrik, dan rangsangan mekanik.


b.      Sitoplasma

sitoplasma artinya plasma sel, yakni cairan yang berada dalam sel selain nukleoplasma (plasma inti). Sitoplasma tersusun atas cairan dan padatan. Cairan sitoplasma disebut sitosol. Padatan sitoplasma adalah organel-organel. Sitosol tersusun atas air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula, dan ion-ion. Sitosol tidak homogen, tetapi merupakan suatu larutan heterogen yang kompleks. Sitosol bersifat koloid, terutama karena adanya protein dan RNA.
Sitoplasma berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolime sel, seperti enzim-enzim, ion-ion, gula, lemak, dan protein. Di dalam sitoplasma itulah berlangsung proses pembongkaran dan penyusunan zat-zat melalui reaksi kimia.

c.       Nukleus
Nukleus atau inti sel merupakan bagian penting sel yang berperan sebagai pengendali kegiatan sel. Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel. Nukleus berdiameter sekitar 10 mm dan biasanya terletak di tengah sel dan berbentuk oval atau bulat.
Setiap sel mempunyai satu inti, kecuali beberapa organisme yang berinti dua (dikariotik), misalnya Paramecium, atau berinti banyak (prokariotik), misalnya jamur. Di dalam inti sel terdapat matriks yang disebut nukleoplasma,nukleous,RNA, dan kromosom. Kromosom tersusun atas protein dan DNA. DNA berfungsi untuk menyampaikan informasi genetik dan sintesis protein.
1)      Membran nukleus
Membran nukleus merupakan membran rangkap yang terdiri dari membran luar dan membran dalam. Membran luar berubungan langsung dengan retikulum endoplasma dan akhirnya ke membran sel.
2)      Nukleoplasma
Matriks nukleus disebut nukleoplasma. Nukleoplasma tersusun atas air, protein, ion, enzim, dan asam inti. Di dalam nukleoplasma terdapat benang-benang kromatin yang tersusun atas protein dan DNA. Didalam benang inilah terdapat informasi kehidupan yang diturunkan pada keturunannya.
3)      Nukleolus
Nukleous atau disebut anak inti terbentuk saat terjadi proses transkripsi di dalam nukleus. Jika proses transkripsi berhenti maka nukleolus akan menghilang atau mengecil.
4)      Fungsi nukleus
Fungsi nukleus antara lain adalah
1.      Pengendali seluruh kegiatan sel
2.      Pengatur pembelahan sel
3.      Pembawa informasi genetik.

Walaupun fungsinya sangat penting bukan berarti hanya nukleus yang        menentukan kehidupan sel. Antara nukleus dan sitoplasma terdapat saling ketergantungan.

d.      Sentriol
Sentriol merupakan organel yang dapat dilihat ketika sel mengadakan pembelahan. Pada fase tertentu dalam daur hidupnya sentriol memiliki silia atau flagela. Sentriol hanya dijumpai pada sel hewan, sedangkan pada sel tumbuhan tidak. Sentriol terletak saling tegak lurus antar sesamanya dekat nukleus. 

e.       Retikulum Endoplasma
Retikulum berasal dari kata reticular yang berarti anyaman benang/jala. Karena letaknya memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma), maka disebut sebagi retikulum endoplasma (RE). RE hanya dijumpai pada sel eukariotik, baik sel hewan maupun sel tumbuhan. Sel-sel kelenjar mengandung lebih banyak RE dibandingkan dengan sel bukan kelenjar.
RE memiliki banyak bentuk (polimorfik). Membran RE merupakan kelanjutan dari membran nukleus hingga ke membran plasma. dengan adanya sistem endomembran ini, maka terbentuk lumen menyerupai “terowongan” yang menghubungkan nukleus dengan bagian luar sel.
1)      Macam-macam Retikulum Endoplasma
a)      RE kasar
Mebran RE yang berhadapan dengan sitoplasma ada yang ditempeli ribosom, sehingga tampak berbintil-bintil. RE demikian disebut RE kasar. RE kasar merupakan penampung protein yang dihasilkan ribosom. Protein yang dihasilkan masuk ke dalam rongga RE.
b)      RE halus
RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom.
2)      Fungsi Retikulum Endoplasma
a)      Menampung protein yang disentesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks Golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel (RE kasar)
b)      Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus)
c)      Menetralkan racun (detoksifikasi)
d)     Transportasi molekul-molekul dari bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus).

f.       Ribosom
Ribosom tersusun atas RNA ribosom (RNA-r) dan protein. Ribosom tidak memiliki membran. Menurut bentuknya, ribosom terdiri dari unit besar dan unit kecil yang masing-masing berbentuk bulat. Jika keduanya bergabung maka akan terbentuk ribosom yang mirip angka delapan.
Ribosom ada yang menempel pada RE dan ada yang melayang-layang dalam sitoplasma. Fungsinya sama, yaitu untuk mensintesis protein. Hanya saja, umumnya ribosom yang menempel pada RE-lah yang berfungsi mensitesis protein untuk dibawa keluar sel melalui RE dan kompleks Golgi. Sedangkan ribosom yang melayang dalam sitoplasma mensitesis protein untuk keperluan di dalam sel. Ribosom disintesis oleh nukleolus.

g.      Kompleks Golgi
Kompleks Golgi dalam sel tumbuhan sel tumbuhan disebut diktiosom. Kompleks Golgi terletak di antara RE dan membran plasma. Badan Golgi merupakan salah satu komponen terbesar dalam sel. Jumlahnya beragam dalam setiap sel, cenderung bersambungan-sambungan pada sel hewan namun tidak pada sel tumbuhan.
Kompleks Golgi merupakan organel polimorfik, tersusun atas membran berbentuk kantong pipih, berupa pembuluh, gelembung kecil, atau bentukan seperti mangkok.
Kompleks Golgi dan RE mempunyai hubungan erat dalam sekresi protein sel. Di depan telah dikatakan bahwa RE menampung dan menyalurkan protein ke Golgi. Golgi mereaksikan protein itu dengan glioksilat menjadi glikoprotein untuk dibawa keluar sel. Oleh arena hasilnya disekresi itulah maka Golgi disebut sebagai organel sekretori.

           


 Selain itu, kompleks Golgi juga mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.
1)      Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin
2)      Membentuk membran plasma
3)      Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel
4)      Membentuk akrosom pada sel sperma. Kuning telur pada sel telur, dan lisosom.
h.      Mitokondria
Mitokondria berbentuk bulat panjang terdapat pada sel eukariotik aerob. Mitokondria dilapisi dua lapis membran yang kuat, fleksibel, dan stabil, serta tersusun atas lipoprotein. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista untuk memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif. Ruangan dalam mitokondria berisi cairan disebut matriks mitokondria. Matriks ini kaya enzim pernapasan (sitokrom), DNA, RNA, dan protein.

                  350px-Animal_mitochondrion_diagram_en.svg.png 

Mitokondria mempunyai DNA sendiri yang mengkode sintesis protein efektif. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi, fosforilasi oksidatif, dan sistem transfer elektron.
Oksidasi zat makanan di dalam mitokondria menghasilkan energi dan zat sisa. Berkaitan dengan fungsi tersebut mitokondria sering disebut the power house of cell.

i.        Lisosom
Lisosom berasal dari kata lyso artinya pencernaan dan soma artinya tubuh, merupakan membran kantong kecil yang berisi enzim hidrolitik yang disebut lisozim.  Enzim ini berfungsi dalam pencernaan intra sel, yaitu mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel.
Enzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke RE. Dari RE, enzim dimasukkan ke dalam membran dan dikeluarkan oleh sitoplasma menjadi lisosom. Selain itu, ada juga enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam Golgi dan dibungkus membran kemudian dilepaskan dalam sitoplasma oleh Golgi. Jadi, pembentukan lisosom dapat dilakukan secara langsung melalui RE ataupun Golgi.
Proses pencernaan oleh lisosom berlangsung misalnya saat sel menelan bakteri secara fagositosis. Bakteri itu dimasukkan ke dalam vakuola. Vakuola yang berisi bakteri segera dihampiri lisosom. Membran lisosom dan membran vakuola bersinggungan dan bersatu. Enzim dari lisosom masuk vakuola dan mencerna bakteri. Substansi hasil pencernaan lisosom disimpan dalam vesikel dan ditransport ke membran plasma dan dikeluarkan dari sel.
Secara rinci lisosom mempunyai fungsi sebagai berikut.
1)      Melakukan pencernaan intrasel
2)      Autofagi yaitu menghancurkan sel yang tidak dikehendaki
3)      Eksitosis yaitu pembebasan enzim keluar sel
4)      Menghancurkan senyawa karsinogenik.

j.        Badan mikro
Disebut badan mikro karena ukuranya kecil, hanya bergaris tengah 0,3-1,5 mm. Badan mikro terdiri atas peroksisom dan glioksisom.
1)      Peroksisom
Peroksisom terdapat pada sel hewan dan sel tumbuhan. Peroksisom mengandung enzim katalase yang berfungsi menguraikan hidrogen peroksida (HO) yang bersifat meracuni sel menjadi oksigen dan air. Sel yang banyak mengandung peroksisom adalah sel yang banyak melakukan oksidasi, misalnya sel hati, ginjal, dan sel otot. Di samping itu, enzim katale juga berperan dalam metabolisme lemak dan fotorespirasi.
2)      Glioksisom 
Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan, terutama pada jaringan yang mengandung lemak, sepertian biji-bijian berlemak. Glioksisom berperan dalam metabolisme asam lemak dan tempat terjadinya siklus glioksilat.

k.      Sitoskeleton
Sitoskeleton atau rangka sel tersusun atas tiga jenis serabut, yaitu mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen intermediar.
1)      Mikrofilamen
Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yang bertaut dan tipis. Mikrofilamen tersusun atas dua macam protein, yaitu aktin dan miosin.  Mikrofilamen banyak terdapat pada otot. Diameter mikrofilamen hanya 5 nm.
2)      Mikrotubulus
Mikrotubulus adalah rantai-rantai protein yang berbentuk spiral. Spiral ini membentuk tabung berlubang yang panjangnya mencapai 2,5mm dengan diameter 25 nm. Mikrotubulus tersusun atas protein yang dikenal sebagai tubulin. Mikrotubulus merupakan penyusun sitoskeleton terbesar. Mikrotubulus terdapat pada gelendong sel, yaitu berupa benang-benang spindel yang menghubungkan dua kutub sel pada waktu sel membelah. Jadi, mikrotubulus mempunyai fungsi mengarahkan gerakan komponen-komponen sel, mempertahankan bentuk sel, serta membantu dalam pembelahan mitosis.
3)      Filamen Intermediar
Filamen intermediar adalah rantai molekul protein yang membentuk untaian yang saling melilit. Filamen ini berdiameter 8-10 nm. Disebut serabut intermediar karena ukurannya diantara ukuran mikrofilamen dan mikrotubulus. Serabut ini tersusun atas protein yang disebut fimentin, tetapi tidak semua sel filamen intermediarnya tersusun atas fimentin. Misalnya sel kulit filamennya tersusun atas protein keratin.


C. Metabolisme Sel
Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat awal dan diakhiri oleh produk akhir. Berbeda dengan reaksi kimia pada umumnya, reaksi kimia yang terjadi di dalam sel tidak bersifat bolak-balik, melainkan berjalan ke satu arah. Setiap produk suatu reaksi menjadi reaktan bagi reaksi berikutnya., sampai produk akhir dari suatu jalur metabolisme terbentuk.


Rounded Rectangle: Reaksi 1   Raksi 2   Reaksi 3   Reaksi 4
                           
    A B          B C      C D       D E

C
C
D
 D
E
A
B
B
C
C
D
 D
E
A
B
B
C
C
D
 D
E
 




Metabolisme meliputi proses anabolisme dan proses katabolisme. Katabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang bertujuan menguraikan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Anabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang bertujuan untuk penyusunan senyawa sedehana menjadi senyawa kompleks.

Katabolisme
Sebelum diserap oleh usus halus, bahan-bahan makanan harus dipecah menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Sebagai contoh, bahan makanan yang mengandung karbohidrat harus dipecah menjadi molekul-molekul glukosa, bahan-bahan makanan yang mengandung protein harus dipecah menjadi molekul asam amino, dsb.

1)      Respirasi
Respirasi merupakan proses oksidasi biologis yang menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhirnya. Dalam proses ini elektron direduksi menjadi HO. Elektron dan oksigen yang bebas mula-mula ditangkap oleh NAD menjadi NADH, tetapi selanjutnya atom hidrogen dan elektron diberikan kepada oksigen melalui sistem transpor elektron sehingga dihasilkan kembali NAD dan HO. Ada dua jenis respirasi, yaitu respirasi aero dan respirai anaerob.
a.       Respirasi aerob
Respirasi aerob adalah proses penguraian senyawa organik untuk memperoleh energi dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor terakhirnya. Secara singkat reaksi yang terjadi [ada respirasi aerob adalah sebagai berikut:
CH₁₂O + 6O                        6CO + 6HO + 36 ATP
Tahap-tahap respirasi aerob yang dilalui oleh molekul glukosa di dalam sel.
1)      Glikolisis
Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma. Glikolisis merupakan proses penguraian glukosa (terdiri dari 6 atom karbon) menjadi asam piruvat (terdiri dari 3 atom karbon). Berikut adalah tahapan glikolisis yang terjadi di dalam sel.


Jadi, dalam glikolisis satu molekul glukosa akan dihasilkan  2 asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.

2)      Pembentukan asetil Co-A atau dekarboksilasi oksidatif
Pada organisme eukariotik, dekarboksilasi oksidatif berlangsung dalam matriks mitokondria. Adapun pada organisme prokariotik, tahap tersebut berlangsung dalam sitosol. Pada tahap ini asam piruvat diubah menjadi asetil Co-A. Hal ini terjadi setelah asam piruvat bergabung dengan Co-enzim A. Proses tersebut menghasilkan NADH dan CO. Berikut reaksi dekarboksilasi oksidatif,

                              2NAD    2NADH


 

2CHO³ + 2CoA                                     2CHO-CoA + 2CO 

3)      Siklus krebs atau siklus asan sitrat
Tahap awal siklus krebs adalah 2 molekul asam piruvat yang dibentuk pada glikolisis meninggalkan sitoplasma dan masuk mitokondria. Siklus krebs terjadi di dalam mitokondria dan dikatalis oleh enzim dehidrogenase.

krebs

Selama reaksi tersebut dilepaskan 2 molekul karbon dioksida, 3 NADH, 1 FADH, dan 1 ATP.reaksi ini terjadi dua kali karena pada glikolisis, glukosa dipecah menjadi dua asam piruvat. Jadi, siklus krebs merupakan reaksi tahap ketiga respirasi aerob yang menghasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP.

4)      Transpor elektron
Transpor elektron terjadi di bagian dalam mitokondria. Tahap ini berfungsi mengoksidasi NADH atau NADPH dan FADH dari tahap-tahap sebelumnya.elektron dan H dari senyawa-senyawa tersebut dialirkan melalui senyawa-senyawa penerima elektron seperti NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom.setiap terjadi perpindahan elektron, energi yang terlepas digunakan untuk membentuk ATP. Oksigen berfungsi sebagai penerima elektron terakhir pada proses tersebut. Selanjutnya oksigen bergabung dengan H.
Pembentukan ATP dalam sistem transpor elektron terjadi melalui reaksi fosforilasi oksidatif. Oksidasi 1 NADH menghasilkan 3ATP, sedangkan oksidasi FADH menghasilkan 2 ATP.
Pada organisme eukariotik, oksidasi NADH dan FADH terajadi dalam mitokondria. Namun NADH hasil glikolisis dibentuk dala sitosol. Akibatnya, NADH tersebut dimasukkan ke dalam mitokondria dan memerlukan 2 ATP. Dengan demikian jumlah total ATP yang dihasilkan 36.

Sementara itu, organisme prokariotik tidak memiliki mitokondria. Dengan demikian pengurangan ATP untuk pemindahan NADH kedalam mitokondria tidak terjadi. Jadi total jumlah ATP yang dihasilkan sebanyak 38.

a.       Respirasi anaerob
Respirasi anaerob adalah proses penguraian senyawa organik yang menghasilkan energi tanpa menggunakan oksigen sebagai akseptor terakhirnya. Yang termasuk kedalam respirasi anaerob, yaitu fermentasi.

Fermentasi
Fermentasi terjadi pada organisme tingkat tinggi. Fermentasi terdiri dari dua tahap, yaitu tahap glikolisis dan pembentukan NAD. Pada proses tersebut asam piruvat hasil glikolisis tidak diubah menjadi asetil Co-A. Namun, senyawa tersebut akan direduksi menjadi senyawa lain dengan bantuan NADH. Dalam fermentasi satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 ATP. Fermentasi dapat dibedakan menjadi dua macam berikut.
1)      Fermentasi asam laktat
Fermentasi asam laktat terjadi pada sel-sel otot. Proses tersebut menggunakan bahan baku berupa asam piruvat. Hasil dari proses tersebut berupa asam laktat dan ATP. Timbunan dari asam laktat yang berlebihan dapat menyebabkan otot terasa lelah dan nyeri. Berikut reaksi dari fermentasi asam laktat.
Share this article :

Poskan Komentar

 
Support : Creating Website | Johny Template | Mas Template
Copyright © 2011. ANDY HIMPUNAN MAKALAH - All Rights Reserved
Template Created by Creating Website Published by Mas Template
Proudly powered by Blogger