Hubungan Glukosa dan ATP

Glukosa adalah karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis. Glukosa kaya energi yang disampaikan melalui darah ke setiap sel Anda. ATP adalah bentuk energi yang dapat digunakan untuk sel-sel Anda.
Advertisement

Apakah Anda perlu banyak energi? Untuk lari maraton, mungkin. Dari mana energi ekstra ini berasal? Pemuatan karbohidrat adalah strategi yang digunakan oleh atlet untuk memaksimalkan penyimpanan energi, dalam bentuk glikogen, pada otot. Glikogen merupakan cadangan energi yang dapat dengan cepat dimobilisasi untuk memenuhi kebutuhan mendadak akan glukosa, yang kemudian berubah menjadi ATP melalui proses respirasi selular.

Molekul pembawa energi

Anda tahu bahwa ikan yang Anda miliki untuk makan siang akan mengandung molekul protein. Tapi apakah Anda tahu bahwa atom dalam protein yang dapat dengan mudah membentuk warna pada mata capung, jantung kutu air, dan ekor dari Euglena yang tersimpan ramping otot ikan? Makanan terdiri dari molekul organik (mengandung karbon) yang menyimpan energi dalam ikatan kimia antara atom mereka.

Organisme menggunakan atom dari molekul makanan untuk membangun molekul organik yang lebih besar termasuk protein, DNA, dan lemak (lipid) dan menggunakan energi dalam makanan untuk keberlangsunga proses kehidupan. Dengan memecah di molekul makanan, sel melepaskan energi untuk membangun senyawa baru. Meskipun beberapa energi menghilang sebagai panas pada setiap perpindahan energi, banyak yang disimpan dalam molekul yang baru dibuat. Ikatan kimia dalam molekul organik menjadi reservoir energi yang digunakan untuk membuat mereka. Dipicu oleh energi dari molekul makanan, sel dapat menggabungkan dan menyusun kembali unsur-unsur kehidupan untuk membentuk ribuan molekul yang berbeda. Kedua energi (meskipun beberapa akan hilang) dan bahan (meskipun reorganisasi) diteruskan dari produsen ke konsumen.

Advertisement

Proses fotosintesis, yang biasanya memulai aliran energi melalui kehidupan, menggunakan berbagai jenis molekul-energi yang membawa untuk mengubah energi sinar matahari menjadi energi kimia dan membangun makanan. Beberapa molekul pembawa energi berlangsung singkat, cepat bergeser seperti kentang panas menjadi molekul lain. Strategi ini memungkinkan energi yang akan dilepas dalam jumlah kecil yang mudah dikendalikan.

Contoh dimulai pada klorofil, pigmen hijau yang terdapat dalam kebanyakan tanaman, yang membantu mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Ketika molekul klorofil menyerap energi cahaya, elektron yang penuh energi “melompat” ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron ini kemudian membangkitkan serangkaian molekul pembawa meskipun dengan kehilangan sedikit energi di setiap langkah. Sebagian besar “kehilangan” energi untuk menyelesaikan beberapa tugas seluler kecil, seperti memindahkan ion melintasi membran atau membangun molekul lain. Lainnya, pembawa energi jangka pendek penting untuk fotosintesis, NADPH, memegang energi kimia sedikit lebih lama tapi segera “menghabiskan” untuk membantu membangun gula.

Dua dari molekul-energi yang membawa paling penting adalah glukosa dan ATP, adenosin trifosfat. Ini adalah bahan bakar yang hampir universal di seluruh kehidupan dunia dan keduanya adalah pemain kunci dalam fotosintesis, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Glukosa

Sebuah molekul glukosa, yang memiliki rumus kimia C 6 H 12 O 6, membawa paket energi kimia yang hanya memiliki ukuran yang tepat untuk transportasi dan penyerapan oleh sel-sel. Dalam tubuh Anda, glukosa adalah “penyampaian” bentuk energi, dibawa dalam darah Anda melalui kapiler untuk masing-masing sel Anda sekitar 100 trilyun. Glukosa juga merupakan karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis, dan dengan demikian adalah makanan universal untuk hidup.

ATP

Molekul ATP menyimpan jumlah yang lebih kecil dari energi, tetapi masing-masing melepaskan dalam jumlah yang tepat untuk benar-benar melakukan pekerjaan didalam sel. Protein sel otot, misalnya, menarik satu sama lain dengan energi yang dilepaskan ketika ikatan ATP membuka (dibahas di bawah). Proses fotosintesis juga membuat dan menggunakan ATP – untuk energi untuk membangun glukosa! ATP, kemudian, adalah bentuk energi yang bisa digunakan oleh sel-sel Anda.

glukosa
Glukosa adalah produk yang kaya energi hasil fotosintesis, makanan universal untuk hidup. Itu juga merupakan bentuk utama di mana aliran darah memberikan energi untuk setiap sel dalam tubuh Anda.

Mengapa kita membutuhkan keduanya glukosa dan ATP?

Mengapa tanaman tidak hanya membuat ATP dan melakukan segala hal dengn ATP? Jika energi adalah uang maka ATP akan seperempatnya cukup untuk mengoperasikan mesin cuci dan bayar ongkos parkir. Glukosa akan menjadi sepuluh dolar – lebih mudah untuk dibawa dalam dompet Anda, tapi terlalu besar untuk melakukan pekerjaan yang sebenarnya membayar untuk parkir atau mencuci. Sama seperti kita menemukan beberapa denominasi uang yang berguna, organisme memerlukan beberapa “denominasi” energi – jumlah yang lebih kecil untuk bekerja di dalam sel, dan jumlah yang lebih besar untuk penyimpanan stabil, transportasi, dan pengiriman ke sel. (Sebenarnya molekul glukosa akan menjadi sekitar $ 9,50, seperti di bawah kondisi yang tepat, hingga 38 ATP diproduksi untuk setiap molekul glukosa.)

Mari kita lihat lebih dekat pada molekul ATP. Meskipun membawa energi kurang dari glukosa, strukturnya lebih kompleks. “A” pada ATP mengacu pada sebagian besar molekul, adenosine, kombinasi dari basa nitrogen dan gula lima karbon. “P” menunjukkan tiga fosfat, dihubungkan oleh ikatan yang memegang energi yang benar-benar digunakan oleh sel. Biasanya, hanya ikatan terluar yang pecah untuk melepaskan atau menghabiskan energi untuk pekerjaan seluler.

Molekul ATP, yang ditunjukkan pada Gambar di bawah, seperti baterai isi ulang: energi dapat digunakan oleh sel jika dipecahkan menjadi ADP (adenosin difosfat) dan fosfat, dan kemudian “baterai usang” ADP dapat diisi ulang menggunakan energi baru untuk melampirkan fosfat baru dan membangun kembali ATP. Bahan-bahan yang dapat didaur ulang, tapi ingat bahwa energi tidak!

Berapa banyak biaya energi untuk melakukan pekerjaan tubuh Anda? Sebuah sel tunggal menggunakan sekitar 10 juta molekul ATP per detik, dan mendaur ulang semua molekul ATP setiap 20-30 detik.

ATP
Panah menunjukkan ikatan antara dua gugus fosfat dalam molekul ATP. Ketika ikatan ini pecah, energi kimia akan dapat melakukan pekerjaan seluler. Molekul ADP yang dihasilkan didaur ulang ketika energi baru menempel ke fosfat lain, membangun kembali ATP.

Ringkasan

Glukosa adalah karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis. Glukosa kaya energi yang disampaikan melalui darah ke setiap sel Anda. ATP adalah bentuk energi yang dapat digunakan untuk sel-sel Anda.

Advertisement

Facebook Twitter

Leave a Reply

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