Penjelasan Siklus Krebs secara singkat

Siklus Krebs menghilangkan energi dari asam sitrat dalam langkah-langkah kecil, menyimpannya dalam molekul pembawa energi yang beragam: ATP, NADH dan FADH 2.
Advertisement

Apa jenis asam yang dikandung dalam buah ini (gambar 1)? Jawabannya Asam sitrat. Asam sitrat juga produk pertama yang terbentuk dalam siklus Krebs, dan karena itu asam ini terjadi dalam metabolisme hampir semua makhluk hidup.

Respirasi aerobik

Petunjuk menarik – gas vulkanik, sedimen bijih besi yang luas, dan gelembung udara kuno yang terperangkap dalam ambar – menunjukkan perubahan dramatis selama sejarah atmosfer bumi. Korelasi petunjuk ini dengan catatan fosil mengarah ke dua kesimpulan utama: bahwa kehidupan awal berkembang tanpa kehadiran oksigen, dan oksigen yang pertama kali muncul antara 2 dan 3 milyar tahun yang lalu (Gambar bawah) karena fotosintesis oleh bakteri hijau biru yakni cyanobacteria. Secara kimia respirasi selular mencerminkan sejarah ini. Tahap pertama, glikolisis, bersifat universal dan tidak menggunakan oksigen.

Kita benar-benar tergantung pada gas oksigen sehingga akan merasa sulit untuk membayangkan bahwa bagi organisme anaerob pasti akan menjadi bencana dengan adanya oksigen. Pada awalnya oksigen adalah gas yang sangat reaktif, dan memiliki efek yang buruk pada evolusi sehingga beberapa orang telah memberi nama periode ini sebagai “bencana oksigen.” Namun, oksigen secara bertahap membentuk lapisan ozon pelindung, kehidupan pun kembali pulih. Setelah organisme pertama berevolusi untuk dapat menggunakan oksigen sehingga mereka mendapat keuntungan, keragaman organisme aerobik pun meledak.

Advertisement

Menurut Teori endosimbiosis, engulfing atau penelanan dari beberapa bakteri aerob menyebabkan sel-sel eukariotik memiliki mitokondria, dan multiselularitas mengikuti evolusi organisme eukariotik multiseluler. Hari ini, kita hidup dalam udara yang 21% adalah oksigen, dan sebagian besar kehidupan mengikuti glikolisis dengan dua tahap terakhir adarah respirasi aerobik dari respirasi selular.

Ingat tujuan respirasi seluler: untuk melepaskan energi dari glukosa untuk membuat ATP, yaitu molekul universal penghasil energi untuk kerja seluler. Persamaan berikut menjelaskan proses keseluruhan, meskipun merangkum banyak reaksi kimia individu.

C6H12O6 + 6 CO2  → 6 CO2 + 6H2O

Sekali lagi, tahap pertama dari proses ini adalah glikolisis yang belaku universal, dan anaerobik. Dalam sitoplasma kebanyakan sel, glikolisis memecah setiap 6 molekul karbon dari glukosa menjadi dua molekul 3-karbon piruvat. Energi kimia, yang telah disimpan dalam ikatan yang sekarang rusak, ditransfer ke 2 ATP dan 2 molekul NADH.

buah jeruk
Gambar 1. Buah jeruk

Nasib piruvat tergantung pada spesies dan ada atau tidaknya oksigen. Jika oksigen hadir akan mendorong reaksi berikutnya, piruvat memasuki mitokondria, di mana Siklus Krebs (Tahap 2) dan rantai transpor elektron (Tahap 3) memecahnya dan mengoksidasi sehingga benar-benar menghasilkan CO2 dan H2O. Energi yang dilepaskan membangun lebih banyak molekul ATP, meskipun tentu saja beberapa hilang sebagai panas. Mari kita menjelajahi rincian tentang bagaimana mitokondria menggunakan oksigen untuk membuat lebih banyak ATP dari glukosa oleh respirasi aerobik.

Siklus Krebs: Menangkap Energi dari Piruvat

Respirasi aerobik dimulai dengan masuknya produk glikolisis yaitu piruvat, ke dalam mitokondria. Untuk setiap molekul glukosa awal, dua molekul piruvat akan memasuki mitokondria. Piruvat, bagaimanapun, bukan molekul yang memasuki siklus Krebs. Sebelum masuk ke siklus ini, piruvat harus diubah menjadi 2-karbon asetil-CoenzymeA (asetil-CoA). Konversi piruvat menjadi asetil-CoA disebut sebagai reaksi dehidrogenase piruvat. Hal ini dikatalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase. Proses ini menghasilkan satu NADH elektron pembawa sambil melepaskan molekul CO2. Langkah ini juga dikenal sebagai reaksi tahap link atau transisi, seperti link glikolisis dan siklus Krebs. Tentu saja, dengan dua piruvat hasil dari glikolisis, dua asetil-COA diproduksi sebagai 2 molekul NADH.

Dalam mitokondria, masing-masing piruvat yang pecah terpisah dan dikombinasikan dengan koenzim dikenal sebagai CoA untuk membentuk molekul 2-karbon, asetil-CoA, yang bisa masuk ke Siklus Krebs. Sebuah atom tunggal karbon (per piruvat)  “hilang” sebagai karbon dioksida. Energi yang dilepaskan dalam pemecahan ini ditangkap pada dua molekul NADH. Lihat Gambar di bawah. Asam lemak juga dapat terurai menjadi Asetil-CoA. Dengan ini berarti, lipid, seperti lemak, dapat “terbakar” untuk membuat ATP menggunakan Siklus Krebs.

Siklus Krebs
Siklus Krebs dimulai dengan asam piruvat dari glikolisis. Setiap lingkaran kecil pada diagram merupakan satu atom karbon. Misalnya, asam sitrat adalah molekul enam karbon, dan OAA (oksaloasetat) adalah molekul empat karbon. Ikuti apa yang terjadi pada atom karbon dalam rangkaian siklus. Dalam satu putaran melewati siklus, berapa banyak molekul yang ATP yang diproduksi? Berapa banyak molekul NADH dan FADH 2 yang diproduksi?

Penjelasan siklus Krebs

Siklus Krebs sendiri sebenarnya dimulai ketika asetil-CoA bergabung dengan molekul empat karbon yang disebut OAA (oksaloasetat) (lihat Gambar di atas). Ini menghasilkan asam sitrat, yang memiliki enam atom karbon. Inilah sebabnya mengapa siklus Krebs disebut juga siklus asam sitrat.

Setelah asam sitrat terbentuk, ia pergi melalui serangkaian reaksi yang melepaskan energi. Energi akan ditangkap oleh molekul NADH, ATP, dan FADH 2 yaitu senyawa lain pembawa energi. Karbon dioksida juga dirilis sebagai produk limbah dari reaksi ini.

Langkah terakhir dari siklus Krebs meregenerasi OAA, molekul yang mengawali siklus Krebs. Molekul ini diperlukan yang pada giliran berikutnya kembali melalui siklus. Dua putaran diperlukan karena glikolisis menghasilkan dua molekul asam piruvat ketika membelah glukosa.

Pada akhir Siklus Krebs, glukosa sepenuhnya pecah, namun hanya empat ATP yang dihasilkan. Selain itu, meskipun oksigen diperlukan untuk mendorong Siklus Krebs, reaksi kimia siklus ini tidak mengkonsumsi sendiri O2.

Kosa kata

  • Siklus Asam sitrat: Tahap ke-2 respirasi selular aerobik; serangkaian reaksi kimia yang melengkapi pemecahan glukosa dimulai pada tahap 1, melepaskan energi kimia lebih banyak dan menghasilkan karbon dioksida; juga disebut siklus Krebs.
  • rantai transpo elektron: rangkaian molekul transpor elektron yang meloloskan elektron berenergi tinggi dari molekul ke molekul dan menangkap energi mereka.
  • FADH 2: Flavin adenin dinukleotida; molekul pembawa energi yang dihasilkan selama siklus Krebs respirasi selular aerobik.
  • glikolisis: Proses ” membelah glukosa “; Tahap 1 dari respirasi sel aerobik dan juga dasar dari respirasi anaerob; pemecahan glukosa menjadi dua molekul piruvat 3-karbon, menghasilkan 2 ATP.
  • Siklus Krebs: Tahap 2 respirasi selular aerobik; serangkaian reaksi kimia yang melengkapi pemecahan glukosa yang dimulai pada tahap 1, melepaskan energi kimia lebih banyak dan menghasilkan karbon dioksida; juga disebut Siklus asam sitrat.
  • multiselularitas: Mengacu pada organisme yang terdiri dari lebih dari satu sel, berbeda dengan organisme bersel satu; ini adalah karakteristik dari kebanyakan eukariota.
  • lapisan ozon: Sebuah lapisan di atmosfer bumi yang mengandung konsentrasi yang relatif tinggi ozon; menyerap persentase yang tinggi dari sinar ultraviolet matahari frekuensi menengah.
  • piruvat: Produk glikolisis 3-karbon; juga dikenal sebagai asam piruvat.
  • Teori endosimbiosis: Teori yang menyatakan bahwa organel eukariotik, seperti mitokondria, berevolusi dari prokariota kuno yang hidup bebas dan menyerang sel-sel prokariotik lainnya.

Ringkasan

Oksigen yang dihasilkan oleh organisme fotosintetik pertama mungkin beracun bagi bentuk kehidupan awal anaerobik, tetapi organisme kemudian mengembangkan cara untuk memanfaatkan kekuatan oksigen untuk membuat ATP.

Pada sel eukariotik, jika oksigen hadir, molekul piruvat yang dihasilkan oleh glikolisis dalam sitoplasma memasuki mitokondria untuk pemecahan lebih lanjut dan pelepasan energi. Siklus Krebs memanfaatkan energi yang tetap pada piruvat setelah glikolisis.

Siklus Krebs menghilangkan energi dari asam sitrat dalam langkah-langkah kecil, menyimpannya dalam molekul pembawa energi yang beragam: ATP, NADH dan FADH 2.

Siklus Krebs menghasilkan dua molekul CO2 per asetil-CoA, melengkapi pemecahan glukosa.

Advertisement

Facebook Twitter

One thought on “Penjelasan Siklus Krebs secara singkat

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *