Syarah PPT MK Biokimia #02: Respirasi Karbohidrat (Respirasi Seluler)

Judul pada slide ini adalah "Cellular Respiration" yang berarti "Respirasi Seluler". Respirasi seluler adalah proses metabolisme yang terjadi di dalam sel untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP (adenosine triphosphate) melalui penguraian molekul organik seperti glukosa. Proses ini berlangsung di dalam mitokondria, organel sel yang bertanggung jawab atas produksi energi melalui serangkaian reaksi biokimia kompleks yang melibatkan glikolisis, siklus asam sitrat (siklus Krebs), dan rantai transport elektron.

Gambar yang disajikan pada slide menunjukkan struktur mitokondria. Mitokondria adalah organel berbentuk lonjong yang memiliki dua membran, yaitu membran luar (outer membrane) dan membran dalam (inner membrane), yang memisahkan bagian dalam mitokondria menjadi dua kompartemen, yaitu ruang antar membran dan matriks mitokondria. Berikut adalah penjelasan mendetail terkait bagian mitokondria yang ditandai pada gambar:

1. Outer Membrane → "Outer" berarti luar dan "Membrane" berarti membran. Jadi, "Outer Membrane" berarti Membran Luar.
   ➔ Membran luar ini berfungsi sebagai pelindung yang mengelilingi mitokondria dan bersifat permeabel terhadap molekul kecil serta ion tertentu melalui adanya porin (saluran protein).

2. Inner Membrane → "Inner" berarti dalam dan "Membrane" berarti membran. Jadi, "Inner Membrane" berarti Membran Dalam.
   ➔ Membran dalam ini memiliki struktur yang sangat kompleks dan tidak permeabel terhadap ion dan molekul kecil. Membran ini memiliki banyak protein yang terlibat dalam transport elektron dan sintesis ATP. Membran dalam membentuk lipatan-lipatan yang disebut cristae untuk memperluas luas permukaan, sehingga meningkatkan efisiensi proses respirasi seluler.

3. Cristae → "Cristae" berasal dari bahasa Latin yang berarti lipatan.
   ➔ Cristae adalah lipatan-lipatan pada membran dalam mitokondria yang berfungsi memperluas luas permukaan membran dalam, sehingga lebih banyak enzim dan kompleks protein dapat berperan dalam rantai transport elektron dan sintesis ATP.

4. Matrix → "Matrix" berarti materi dasar atau zat pengisi.
   ➔ Matriks adalah ruang yang terletak di dalam membran dalam mitokondria. Di dalam matriks inilah terjadi reaksi siklus asam sitrat (siklus Krebs) yang berperan dalam menghasilkan NADH dan FADH2 yang kemudian akan digunakan dalam rantai transport elektron. Matriks juga mengandung enzim, DNA mitokondria, dan ribosom mitokondria.

🔍 Penjelasan tambahan dan koreksi berdasarkan data terbaru

• Respirasi seluler terdiri atas tiga tahapan utama:

  • Glikolisis – Terjadi di sitoplasma, menghasilkan piruvat, NADH, dan ATP.

  • Siklus Krebs – Terjadi di matriks mitokondria, menghasilkan NADH, FADH2, dan sedikit ATP.

  • Rantai Transport Elektron (Electron Transport Chain, ETC) – Terjadi di membran dalam mitokondria (pada cristae), menghasilkan sebagian besar ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

• Sebagian besar energi yang dihasilkan dalam respirasi seluler berasal dari transfer elektron melalui rantai transport elektron, yang menyebabkan pompa proton (H⁺) ke ruang antar membran, menciptakan gradien proton yang akan digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

Dengan demikian, mitokondria sering disebut sebagai "The Powerhouse of the Cell" atau "Pusat Tenaga Sel" karena kemampuannya dalam menghasilkan energi dalam bentuk ATP yang diperlukan untuk aktivitas seluler.

Judul pada slide ini adalah "Respiration" yang berarti "Respirasi". Respirasi seluler adalah proses metabolisme yang bertujuan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP melalui penguraian glukosa (C6_66​H12_{12}12​O6_66​) dengan bantuan oksigen (O2_22​). Proses ini menghasilkan karbon dioksida (CO2_22​) dan air (H2_22​O) sebagai produk sampingan, serta energi dalam bentuk panas dan ATP. Reaksi kimia yang ditampilkan pada slide merupakan persamaan reaksi respirasi seluler aerobik, yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+Energi (Panas dan ATP)\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{Energi (Panas dan ATP)}C6​H12​O6​+6O2​→6CO2​+6H2​O+Energi (Panas dan ATP)

Penjelasan terperinci untuk setiap komponen dalam reaksi ini adalah sebagai berikut:

1. C6_66​H12_{12}12​O6_66​ → Glukosa
   ➔ Glukosa adalah monosakarida dengan rumus molekul C6_66​H12_{12}12​O6_66​. Glukosa adalah sumber utama energi yang digunakan dalam respirasi seluler. Glukosa dipecah melalui proses glikolisis menjadi dua molekul asam piruvat, yang kemudian memasuki siklus Krebs untuk menghasilkan NADH dan FADH2_22​ yang digunakan dalam rantai transport elektron.

2. O2_22​ → Oksigen
   ➔ Oksigen adalah molekul yang bersifat elektronegatif tinggi dan berperan sebagai akseptor elektron terakhir dalam rantai transport elektron. Pada akhir proses, oksigen akan menerima elektron dan ion hidrogen (H+^++) untuk membentuk air (H2_22​O).

3. CO2_22​ → Karbon dioksida
   ➔ Karbon dioksida adalah produk sampingan dari reaksi dekarboksilasi dalam siklus Krebs. Setiap molekul glukosa yang dipecah akan menghasilkan total 6 molekul CO2_22​ yang kemudian dilepaskan ke lingkungan melalui pernapasan.

4. H2_22​O → Air
   ➔ Air adalah produk akhir dari rantai transport elektron. Oksigen menerima elektron dari kompleks sitokrom dan bereaksi dengan proton (H+^++) untuk membentuk air. Reaksi ini terjadi di dalam mitokondria, khususnya pada membran dalam mitokondria (cristae).

5. Energi → ATP dan panas
   ➔ Sebagian besar energi yang dihasilkan digunakan untuk mensintesis ATP melalui mekanisme fosforilasi oksidatif yang dikatalisis oleh enzim ATP synthase. Sebagian kecil energi dilepaskan dalam bentuk panas untuk mempertahankan suhu tubuh dan mendukung proses metabolisme lainnya.

🔍 Tahapan Respirasi Seluler

Respirasi seluler aerobik berlangsung dalam tiga tahap utama:

1. Glikolisis → Terjadi di sitoplasma. Glukosa dipecah menjadi dua molekul asam piruvat, menghasilkan NADH dan ATP.

2. Siklus Krebs → Terjadi di matriks mitokondria. Asam piruvat diubah menjadi asetil-KoA, yang kemudian mengalami oksidasi untuk menghasilkan NADH, FADH2_22​, dan CO2_22​.

3. Rantai Transport Elektron (Electron Transport Chain/ETC) → Terjadi di membran dalam mitokondria (cristae). NADH dan FADH2_22​ menyumbangkan elektron ke rantai transport elektron, yang menciptakan gradien proton (H+^++) untuk menggerakkan ATP synthase dalam menghasilkan ATP.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Berdasarkan data terbaru, diketahui bahwa setiap molekul glukosa yang dipecah melalui respirasi aerobik akan menghasilkan sekitar 30–32 molekul ATP, bukan 36 ATP seperti yang pernah dianggap sebelumnya. Hal ini disebabkan oleh adanya kehilangan energi pada proses pemindahan NADH dari sitoplasma ke mitokondria dan efisiensi transport elektron yang bervariasi antar jenis sel.

• Selain ATP dan panas, beberapa molekul hasil sampingan (seperti radikal bebas) dapat dihasilkan dalam respirasi seluler, yang dapat menyebabkan stres oksidatif jika tidak segera ditangani oleh enzim antioksidan seperti superoksida dismutase (SOD) dan katalase.

Dengan demikian, respirasi seluler merupakan proses yang sangat efisien dalam memanfaatkan energi dari glukosa untuk sintesis ATP, dan peran oksigen sebagai akseptor elektron akhir sangat penting dalam proses ini.

Judul pada slide ini adalah "Energy" yang berarti "Energi". Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau mengubah suatu benda atau materi. Dalam konteks biologi, energi sangat penting karena semua proses kehidupan memerlukan energi untuk berlangsung, termasuk pertumbuhan, reproduksi, dan metabolisme. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan (sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi), tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin dalam slide ini:

1. Capacity to move or change matter → "Capacity" berarti kapasitas atau kemampuan, "to move" berarti untuk menggerakkan, dan "change matter" berarti mengubah materi.
   ➔ Energi adalah kemampuan untuk menggerakkan atau mengubah materi. Dalam konteks biologi, energi digunakan untuk mendukung berbagai aktivitas seluler seperti sintesis protein, kontraksi otot, dan transportasi molekul melintasi membran sel. Misalnya, ATP (adenosin trifosfat) menyediakan energi yang digunakan oleh enzim untuk memfasilitasi reaksi kimia dalam sel.

2. Forms of energy are important to life include chemical, radiant (heat & light), mechanical, and electrical → "Forms" berarti bentuk, "important" berarti penting, "chemical" berarti kimia, "radiant" berarti radiasi, "heat" berarti panas, "light" berarti cahaya, "mechanical" berarti mekanik, dan "electrical" berarti listrik.
   ➔ Bentuk-bentuk energi yang penting bagi kehidupan mencakup:

   • Energi kimia → Energi yang tersimpan dalam ikatan kimia molekul. Contohnya adalah ATP dan glukosa.

   • Energi radiasi (cahaya dan panas) → Energi dari cahaya matahari yang digunakan dalam fotosintesis dan energi panas untuk menjaga suhu tubuh dan mempercepat reaksi enzimatik.

   • Energi mekanik → Energi yang dihasilkan oleh gerakan, misalnya kontraksi otot dan pergerakan sel.

   • Energi listrik → Energi yang dihasilkan dari perbedaan muatan ion di dalam dan di luar membran sel, misalnya dalam impuls saraf dan gradien proton di mitokondria.

3. Energy can be transformed from one form to another → "Transformed" berarti diubah, "from one form" berarti dari satu bentuk, dan "to another" berarti ke bentuk lainnya.
   ➔ Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Misalnya, dalam respirasi seluler, energi kimia yang tersimpan dalam glukosa diubah menjadi energi listrik (dalam bentuk gradien proton) di rantai transport elektron, yang kemudian digunakan untuk mensintesis ATP (energi kimia).

4. Chemical energy is the energy contained in the chemical bonds of molecules → "Chemical energy" berarti energi kimia, "contained" berarti tersimpan, "chemical bonds" berarti ikatan kimia, dan "molecules" berarti molekul.
   ➔ Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan kimia molekul. Ketika ikatan ini dipecah melalui proses metabolisme (misalnya glikolisis dan siklus Krebs), energi akan dilepaskan dan digunakan untuk berbagai aktivitas seluler.

5. Radiant energy travels in waves and is sometimes called electromagnetic energy. An example is visible light → "Radiant energy" berarti energi radiasi, "travels" berarti bergerak, "in waves" berarti dalam gelombang, "electromagnetic" berarti elektromagnetik, dan "visible light" berarti cahaya tampak.
   ➔ Energi radiasi merambat dalam bentuk gelombang dan sering disebut sebagai energi elektromagnetik. Energi cahaya tampak adalah contoh energi radiasi yang paling penting dalam biologi karena energi cahaya tampak digunakan dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan energi kimia dalam bentuk glukosa.

6. Photosynthesis converts light energy to chemical energy → "Photosynthesis" berarti fotosintesis, "converts" berarti mengubah, "light energy" berarti energi cahaya, dan "chemical energy" berarti energi kimia.
   ➔ Fotosintesis adalah proses yang terjadi di dalam kloroplas pada sel tumbuhan dan alga, di mana energi cahaya dari matahari diserap oleh pigmen klorofil dan digunakan untuk mengubah karbon dioksida (CO2_22​) dan air (H2_22​O) menjadi glukosa (C6_66​H12_{12}12​O6_66​) dan oksigen (O2_22​). Energi yang tersimpan dalam glukosa kemudian dapat digunakan dalam proses respirasi seluler untuk menghasilkan ATP.

7. Energy that is stored is called potential energy → "Energy" berarti energi, "stored" berarti disimpan, "called" berarti disebut, dan "potential energy" berarti energi potensial.
   ➔ Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam sistem dan dapat digunakan untuk melakukan kerja. Contoh energi potensial dalam biologi adalah energi yang tersimpan dalam gradien proton di mitokondria, yang digunakan untuk menggerakkan enzim ATP synthase dalam menghasilkan ATP.

🔍 Penjelasan Tambahan dan Koreksi Berdasarkan Data Terbaru

• Dalam konteks biologi, energi kimia merupakan bentuk energi yang paling banyak digunakan oleh sel. ATP adalah bentuk energi kimia utama yang digunakan untuk kerja seluler karena ikatan fosfat berenergi tinggi dalam ATP dapat dengan mudah dipecah menjadi ADP dan fosfat anorganik (Pi), melepaskan energi yang digunakan oleh sel untuk melakukan kerja.

• Energi listrik dalam sel tidak hanya berperan dalam impuls saraf, tetapi juga dalam pengangkutan aktif molekul melintasi membran sel melalui pompa ion, seperti pompa natrium-kalium (Na⁺/K⁺ ATPase) dan pompa proton (H⁺ ATPase).

• Energi mekanik dalam sel banyak ditemukan pada aktivitas seluler seperti pembelahan sel, pergerakan organel di dalam sel, dan kontraksi otot yang melibatkan protein aktin dan miosin.

• Energi potensial dalam bentuk gradien proton pada membran dalam mitokondria (cristae) adalah sumber utama energi yang digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP dalam proses fosforilasi oksidatif.

✅ Hubungan Konseptual

1. Fotosintesis → Mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk glukosa.

2. Respirasi Seluler → Mengubah energi kimia dalam glukosa menjadi ATP.

3. ATP → Digunakan untuk mendukung aktivitas sel seperti kontraksi otot, transport aktif, dan sintesis molekul kompleks.

4. Energi Panas → Produk sampingan respirasi seluler yang membantu mempertahankan suhu tubuh (dalam organisme endoterm).

Dengan demikian, konsep energi dalam biologi berkaitan erat dengan kemampuan sel dalam memperoleh, menyimpan, dan memanfaatkan energi untuk mendukung proses kehidupan.

Judul pada slide ini adalah "Adenosine triphosphate (ATP)" yang berarti "Adenosin trifosfat (ATP)". ATP adalah molekul pembawa energi utama yang digunakan oleh sel untuk mendukung proses metabolisme dan aktivitas seluler lainnya. ATP bertindak sebagai "mata uang energi" karena mampu menyimpan dan mentransfer energi yang diperlukan untuk reaksi kimia di dalam sel.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin dalam slide ini:

1. Energy carrying molecule used by cells to fuel their cellular processes
   ➔ "Energy" berarti energi, "carrying" berarti membawa, "molecule" berarti molekul, "used" berarti digunakan, "by cells" berarti oleh sel, dan "to fuel" berarti untuk mendukung.
   ➔ ATP adalah molekul pembawa energi yang digunakan oleh sel untuk mendukung proses seluler seperti transport aktif, kontraksi otot, sintesis protein, dan pembelahan sel. ATP menyimpan energi dalam ikatan fosfat berenergi tinggi yang dapat dilepaskan dan digunakan oleh sel saat dibutuhkan.

2. ATP is composed of an adenine base, ribose sugar, & 3 phosphate (PO₄) groups
   ➔ "Composed of" berarti tersusun dari, "adenine base" berarti basa adenin, "ribose sugar" berarti gula ribosa, dan "3 phosphate groups" berarti tiga gugus fosfat.
   ➔ Struktur ATP terdiri atas tiga komponen utama:

   • Adenin → Basa nitrogen yang berasal dari purin.

   • Ribosa → Gula pentosa (gula dengan lima atom karbon) yang berperan sebagai penghubung antara adenin dan gugus fosfat.

   • Tiga gugus fosfat (PO₄) → Gugus fosfat berenergi tinggi yang bertanggung jawab dalam menyimpan dan melepaskan energi.

3. The PO₄ bonds are high-energy bonds that require energy to be made & release energy when broken
   ➔ "PO₄" berarti gugus fosfat, "bonds" berarti ikatan, "high-energy" berarti berenergi tinggi, "require" berarti memerlukan, dan "release" berarti melepaskan.
   ➔ Ikatan antar gugus fosfat dalam ATP adalah ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.

   • Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP (adenosin difosfat) dan Pi (fosfat inorganik), sejumlah besar energi akan dilepaskan (~7,3 kkal/mol atau ~30,5 kJ/mol).

   • Reaksi hidrolisis ini sangat penting untuk mendukung kerja sel, seperti transport aktif, kontraksi otot, dan sintesis makromolekul.

4. ATP is made & used continuously by cells
   ➔ "Made" berarti dibuat, "used" berarti digunakan, dan "continuously" berarti secara terus-menerus.
   ➔ ATP disintesis terus-menerus di dalam sel melalui dua jalur utama:

   • Fosforilasi tingkat substrat → Terjadi dalam glikolisis dan siklus Krebs.

   • Fosforilasi oksidatif → Terjadi dalam rantai transport elektron di membran dalam mitokondria.
     ➔ ATP yang dihasilkan digunakan dalam reaksi metabolik yang memerlukan energi. Setelah digunakan, ATP diregenerasi dari ADP melalui proses respirasi seluler.

5. Every minute all of an organism's ATP is recycled
   ➔ "Every minute" berarti setiap menit, "all" berarti seluruh, "organism's" berarti organisme, dan "recycled" berarti didaur ulang.
   ➔ ATP dalam sel tidak disimpan dalam jumlah besar karena waktu paruhnya sangat pendek (~1 detik). Oleh karena itu, ATP diproduksi dan didaur ulang secara terus-menerus di dalam sel.

   • Dalam tubuh manusia, rata-rata satu molekul ATP mengalami daur ulang sekitar 1.000 – 1.500 kali per hari.

   • Pada tingkat seluler, ATP dihasilkan dan digunakan dalam siklus yang sangat cepat untuk memastikan bahwa sel memiliki pasokan energi yang cukup untuk melakukan fungsi biologisnya.

🔍 Proses Sintesis dan Penggunaan ATP

1. Sintesis ATP melalui Fosforilasi Tingkat Substrat

   • Dalam glikolisis dan siklus Krebs, ATP disintesis langsung dari ADP dan fosfat anorganik (Pi) melalui aktivitas enzimatik.

   • Contoh: Reaksi dalam glikolisis di mana fosfoenolpiruvat (PEP) diubah menjadi piruvat oleh enzim piruvat kinase, menghasilkan ATP.

2. Sintesis ATP melalui Fosforilasi Oksidatif

   • Dalam rantai transport elektron di membran dalam mitokondria, elektron dari NADH dan FADH2_22​ ditransfer ke kompleks protein dalam membran mitokondria.

   • Transfer elektron ini menyebabkan gradien proton (H+^++) di seluruh membran dalam mitokondria.

   • Gradien proton ini digunakan oleh enzim ATP synthase untuk memfasilitasi konversi ADP menjadi ATP.

3. Hidrolisis ATP (Penggunaan Energi)

   • ATP → ADP + Pi + Energi

   • Reaksi ini bersifat eksotermik (melepaskan energi) dan digunakan untuk mendukung proses-proses berikut:

     • Transport aktif → Pompa ion (seperti pompa natrium-kalium).

     • Sintesis protein → Ribosom menggunakan ATP untuk menggabungkan asam amino.

     • Kontraksi otot → ATP menyediakan energi untuk pergerakan aktin dan miosin.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Berdasarkan data terbaru, efisiensi produksi ATP melalui fosforilasi oksidatif berkisar antara 30–32 molekul ATP per molekul glukosa, bukan 36 ATP seperti yang pernah dianggap sebelumnya.

• ATP tidak disimpan dalam sel karena sifatnya yang tidak stabil dan cepat terhidrolisis. Oleh karena itu, sel bergantung pada respirasi seluler untuk regenerasi ATP secara terus-menerus.

• Selain dalam mitokondria, ATP juga dihasilkan dalam kloroplas (pada tumbuhan) melalui proses fotofosforilasi dalam reaksi terang fotosintesis.

✅ Hubungan Konseptual

1. ATP dihasilkan dari respirasi seluler (glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron).

2. ATP digunakan dalam berbagai proses metabolik, termasuk sintesis makromolekul, transport aktif, dan pergerakan sel.

3. ATP yang telah digunakan diubah kembali menjadi ADP dan Pi, yang kemudian didaur ulang melalui respirasi seluler.

4. Oleh karena itu, ATP bertindak sebagai mata uang energi seluler, yang memungkinkan sel untuk melakukan kerja dengan efisiensi tinggi.

Dengan demikian, ATP merupakan molekul kunci dalam metabolisme seluler karena kemampuannya untuk menyimpan dan mentransfer energi secara efisien dalam proses biologis yang berlangsung terus-menerus di dalam sel.

Judul pada slide ini adalah "Phosphorylation" yang berarti "Fosforilasi". Fosforilasi adalah proses penambahan gugus fosfat (Pi) ke molekul, biasanya ke ADP (adenosin difosfat) untuk membentuk ATP (adenosin trifosfat). Fosforilasi merupakan mekanisme utama yang digunakan oleh sel untuk menyimpan dan mentransfer energi dalam proses metabolisme seluler.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin dalam slide ini:

1. Phosphorylation refers to the chemical reactions that make ATP by adding Pi to ADP
   ➔ "Phosphorylation" berarti fosforilasi, "refers to" berarti mengacu pada, "chemical reactions" berarti reaksi kimia, "make" berarti membuat, "by adding" berarti dengan menambahkan, "Pi" berarti fosfat inorganik (PO₄³⁻), dan "to ADP" berarti ke ADP.
   ➔ Fosforilasi adalah proses enzimatik yang menambahkan gugus fosfat (Pi) ke molekul ADP untuk menghasilkan ATP. Persamaan reaksinya adalah:

ADP+Pi+Energi↔ATP+H2OADP + P_i + \text{Energi} \leftrightarrow ATP + H_2OADP+Pi​+Energi↔ATP+H2​O

• ATP yang dihasilkan menyimpan energi dalam ikatan fosfat berenergi tinggi.

• Reaksi ini bersifat reversibel karena ATP dapat dihidrolisis kembali menjadi ADP dan Pi, sehingga energi yang dilepaskan dapat digunakan untuk kerja seluler.

• Fosforilasi terjadi melalui tiga mekanisme utama dalam sel:

  1. Fosforilasi tingkat substrat

  2. Fosforilasi oksidatif

  3. Fotofosforilasi (khusus pada sel tumbuhan)

2. Enzymes (ATP synthetase & ATPase) help break & reform these high-energy PO₄ bonds in a process called substrate-level phosphorylation
   ➔ "Enzymes" berarti enzim, "help" berarti membantu, "break" berarti memecah, "reform" berarti membentuk kembali, "high-energy" berarti berenergi tinggi, "PO₄ bonds" berarti ikatan fosfat, dan "substrate-level phosphorylation" berarti fosforilasi tingkat substrat.
   ➔ Fosforilasi tingkat substrat adalah proses pembentukan ATP langsung dari ADP dan Pi melalui transfer gugus fosfat dari molekul substrat berenergi tinggi (seperti fosfoenolpiruvat/PEP) oleh enzim kinase.
   ➔ Dua enzim utama yang terlibat dalam proses ini adalah:

   • ATP synthetase → Menghasilkan ATP dari ADP dan Pi dengan memanfaatkan gradien proton yang dibentuk dalam rantai transport elektron di mitokondria.

   • ATPase → Memecah ATP menjadi ADP dan Pi untuk melepaskan energi yang digunakan dalam proses seluler seperti transport aktif dan kontraksi otot.

➡️ Contoh Fosforilasi Tingkat Substrat:

• Dalam proses glikolisis, enzim piruvat kinase mengubah fosfoenolpiruvat (PEP) menjadi piruvat dan menghasilkan ATP sebagai hasil sampingan.

• Dalam siklus Krebs, enzim succinyl-CoA synthetase memfasilitasi produksi ATP melalui konversi suksinil-KoA menjadi suksinat.

3. When the high-energy phosphate bond is broken, it releases energy, a free phosphate group, & adenosine diphosphate (ADP)
   ➔ "High-energy phosphate bond" berarti ikatan fosfat berenergi tinggi, "broken" berarti diputus, "releases" berarti melepaskan, "energy" berarti energi, "a free phosphate group" berarti gugus fosfat bebas, dan "adenosine diphosphate (ADP)" berarti adenosin difosfat.
   ➔ Ikatan fosfat dalam ATP adalah ikatan fosfoanhidrat yang menyimpan energi dalam jumlah besar karena gaya tolak-menolak antara gugus fosfat bermuatan negatif.
   ➔ Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP dan Pi, sejumlah besar energi (~7,3 kkal/mol atau ~30,5 kJ/mol) dilepaskan dan dapat digunakan oleh sel untuk:

   • Transport aktif (misalnya, pompa natrium-kalium)

   • Sintesis makromolekul (seperti protein dan DNA)

   • Kontraksi otot (melibatkan aktin dan miosin)

   • Aktivitas enzim (mengaktifkan atau menonaktifkan enzim)

➡️ Contoh Hidrolisis ATP dalam Sel:

• Pada kontraksi otot, ATP dihidrolisis oleh enzim miosin ATPase, yang memungkinkan terjadinya interaksi silang antara aktin dan miosin.

• Dalam transport aktif, ATP digunakan untuk menggerakkan ion melintasi membran sel melalui pompa natrium-kalium (Na⁺/K⁺ ATPase) dan pompa proton (H⁺ ATPase).

• Dalam biosintesis protein, ATP digunakan dalam proses aktivasi asam amino dan inisiasi sintesis polipeptida oleh ribosom.

🔍 Mekanisme Fosforilasi dalam Sel

1. Fosforilasi Tingkat Substrat

   • Terjadi dalam glikolisis dan siklus Krebs.

   • ATP dihasilkan langsung dari transfer gugus fosfat berenergi tinggi dari substrat ke ADP.

   • Enzim utama: Piruvat kinase dan succinyl-CoA synthetase.

2. Fosforilasi Oksidatif

   • Terjadi di membran dalam mitokondria dalam rantai transport elektron.

   • ATP dihasilkan melalui ATP synthase yang didorong oleh gradien proton (H⁺).

   • Akseptor elektron terakhir: Oksigen.

   • Menghasilkan sebagian besar ATP dalam respirasi aerobik.

3. Fotofosforilasi

   • Terjadi dalam kloroplas selama fotosintesis (reaksi terang).

   • ATP dihasilkan melalui gradien proton yang dibentuk oleh transfer elektron yang didorong oleh energi cahaya.

   • Enzim utama: ATP synthase di membran tilakoid.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Fosforilasi oksidatif menghasilkan sekitar 26–28 molekul ATP dari satu molekul glukosa.

• Fosforilasi tingkat substrat hanya menghasilkan sekitar 2 ATP dari glikolisis dan 2 ATP dari siklus Krebs.

• Dalam sel otot yang aktif, fosforilasi tingkat substrat melalui enzim kreatin kinase juga berperan penting dalam regenerasi ATP dari fosfokreatin.

• Pada kondisi anaerobik (tanpa oksigen), ATP hanya dapat dihasilkan melalui fosforilasi tingkat substrat dalam glikolisis.

✅ Hubungan Konseptual

1. Fosforilasi tingkat substrat → Menghasilkan ATP dalam glikolisis dan siklus Krebs.

2. Fosforilasi oksidatif → Menghasilkan ATP dalam rantai transport elektron dengan melibatkan ATP synthase.

3. Fotofosforilasi → Menghasilkan ATP dalam fotosintesis dengan menggunakan energi cahaya untuk membentuk gradien proton.

4. ATP digunakan dan diregenerasi secara terus-menerus → ATP digunakan dalam kontraksi otot, transport aktif, dan sintesis makromolekul.

Dengan demikian, fosforilasi merupakan proses kunci dalam metabolisme energi seluler yang memungkinkan sel untuk menyimpan dan menggunakan energi secara efisien dalam mendukung seluruh aktivitas biologis.

Judul pada slide ini adalah "ADP → ATP Conversion" yang berarti "". Proses ini menggambarkan bagaimana sel menyimpan dan melepaskan energi melalui perubahan antara adenosin difosfat (ADP) dan adenosin trifosfat (ATP). ATP berfungsi sebagai molekul pembawa energi utama dalam sel karena ikatan fosfat berenergi tinggi yang dapat dengan mudah dipecah untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan dalam berbagai proses seluler.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap elemen yang ditampilkan dalam gambar:

1. Adenosine diphosphate (ADP) → Adenosin difosfat
   ➔ Struktur ADP terdiri dari:

   • Adenosin → Nukleosida yang tersusun atas basa nitrogen adenin yang terikat pada gula pentosa ribosa.

   • Dua gugus fosfat (P) → Terikat oleh ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.
     ➔ ADP adalah molekul yang memiliki dua gugus fosfat. Ketika satu gugus fosfat tambahan (Pi) ditambahkan ke ADP, terbentuklah ATP.
     ➔ Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari pemecahan molekul glukosa dalam proses respirasi seluler.

2. Energy from Glucose → Energi dari glukosa
   ➔ Energi yang digunakan untuk mengubah ADP menjadi ATP diperoleh dari pemecahan glukosa melalui proses respirasi seluler.
   ➔ Proses ini terjadi dalam tiga tahap utama:

   • Glikolisis → Terjadi di sitoplasma dan menghasilkan 2 ATP serta NADH.

   • Siklus Krebs → Terjadi di matriks mitokondria dan menghasilkan NADH, FADH₂, dan GTP (yang dikonversi menjadi ATP).

   • Rantai Transport Elektron → Terjadi di membran dalam mitokondria (cristae), di mana NADH dan FADH₂ menyumbangkan elektron ke rantai transport elektron yang menghasilkan gradien proton untuk mendorong aktivitas ATP synthase dalam menghasilkan ATP.

➡️ Reaksi kimia dasar yang terjadi adalah:

ADP+Pi+Energi→ATP+H2O\text{ADP} + P_i + \text{Energi} \rightarrow \text{ATP} + H_2OADP+Pi​+Energi→ATP+H2​O

• Pi → Fosfat anorganik (PO₄³⁻)

• Energi → Berasal dari oksidasi glukosa dalam respirasi seluler

3. Adenosine triphosphate (ATP) → Adenosin trifosfat
   ➔ ATP terdiri dari:

   • Adenin → Basa nitrogen

   • Ribosa → Gula pentosa (5 karbon)

   • Tiga gugus fosfat → Terikat melalui ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi
     ➔ Ketiga gugus fosfat ini bermuatan negatif dan saling tolak-menolak, sehingga menyimpan energi dalam jumlah besar.

➡️ Ikatan yang menyimpan energi utama adalah ikatan antara fosfat kedua dan ketiga.

• Ketika ikatan ini dipecah melalui proses hidrolisis, energi yang dilepaskan (~7,3 kkal/mol atau ~30,5 kJ/mol) digunakan oleh sel untuk:

  • Sintesis protein dan DNA

  • Transport aktif melintasi membran sel

  • Kontraksi otot

  • Pergerakan organel di dalam sel

4. Lots of energy (originally from glucose) is stored here!
   ➔ "Lots of energy" berarti banyak energi, "originally from glucose" berarti berasal dari glukosa, dan "stored here" berarti disimpan di sini.
   ➔ Sebagian besar energi yang tersimpan dalam ATP berasal dari proses pemecahan glukosa dalam respirasi seluler.
   ➔ Ikatan antara fosfat kedua dan ketiga dalam ATP adalah ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.
   ➔ Energi ini dilepaskan melalui reaksi hidrolisis ATP menjadi ADP dan Pi:

ATP+H2O→ADP+Pi+Energi\text{ATP} + H_2O \rightarrow \text{ADP} + P_i + \text{Energi}ATP+H2​O→ADP+Pi​+Energi

➡️ Reaksi ini bersifat eksotermik (melepaskan energi) dan digunakan untuk mendukung proses metabolisme seluler.

🔍 Proses Konversi ADP menjadi ATP

1. Fosforilasi Tingkat Substrat

   • Terjadi dalam glikolisis dan siklus Krebs.

   • Gugus fosfat ditransfer langsung dari substrat ke ADP oleh enzim kinase untuk menghasilkan ATP.

   • Contoh:

     • Dalam glikolisis, enzim piruvat kinase mengubah fosfoenolpiruvat (PEP) menjadi piruvat dan menghasilkan ATP.

     • Dalam siklus Krebs, enzim succinyl-CoA synthetase menghasilkan ATP dari suksinil-KoA.

2. Fosforilasi Oksidatif

   • Terjadi di rantai transport elektron pada membran dalam mitokondria.

   • Elektron dari NADH dan FADH₂ ditransfer ke kompleks protein dalam rantai transport elektron, menghasilkan gradien proton (H⁺) melintasi membran dalam mitokondria.

   • Gradien proton ini digunakan oleh enzim ATP synthase untuk mensintesis ATP dari ADP dan Pi.

3. Fotofosforilasi

   • Terjadi dalam kloroplas selama fotosintesis.

   • Energi cahaya digunakan untuk membentuk gradien proton di seluruh membran tilakoid.

   • Gradien proton ini digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP dari ADP dan Pi.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Efisiensi produksi ATP dari satu molekul glukosa adalah sekitar 30–32 molekul ATP, bukan 36 molekul seperti yang pernah diasumsikan sebelumnya.

• Sebagian besar ATP dihasilkan dalam fosforilasi oksidatif di rantai transport elektron.

• Dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen), ATP hanya bisa dihasilkan melalui fosforilasi tingkat substrat dalam glikolisis.

• Pada sel otot, molekul kreatin fosfat dapat menyumbangkan gugus fosfat ke ADP untuk membentuk ATP dengan bantuan enzim kreatin kinase.

• Dalam beberapa mikroorganisme, ATP juga dapat dihasilkan melalui fosforilasi oksidatif anaerobik dengan akseptor elektron selain oksigen (seperti nitrat atau sulfat).

✅ Hubungan Konseptual

1. ATP → Menyimpan energi dalam ikatan fosfat berenergi tinggi.

2. ADP → Bentuk terdeplesi dari ATP yang akan diisi ulang melalui fosforilasi.

3. Energi dari glukosa → Diperoleh dari glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron.

4. Enzim ATP synthase → Menghasilkan ATP dari ADP dan Pi menggunakan gradien proton.

5. Penggunaan ATP → Digunakan untuk transport aktif, kontraksi otot, dan sintesis biomolekul.

🚀 Kesimpulan

• ATP adalah mata uang energi seluler yang dihasilkan melalui proses respirasi seluler (glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron).

• ATP menyimpan energi dalam ikatan fosfat berenergi tinggi yang dapat dipecah melalui hidrolisis untuk mendukung proses metabolisme seluler.

• Proses konversi ADP menjadi ATP sangat efisien dan berlangsung terus-menerus di dalam sel untuk memastikan bahwa sel memiliki cukup energi untuk menjalankan fungsinya.

Judul pada slide ini adalah "Adenosine Triphosphate (ATP)" yang berarti "Adenosin Trifosfat (ATP)". ATP adalah molekul pembawa energi utama dalam sel, yang berperan sebagai "mata uang energi" untuk mendukung berbagai proses metabolisme dan fisiologis dalam sel. Struktur ATP yang ditampilkan dalam gambar terdiri dari tiga komponen utama, yaitu adenin, ribosa, dan tiga gugus fosfat yang menyimpan energi dalam bentuk ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap elemen dalam struktur ATP yang ditampilkan pada gambar:

1. Adenine → Adenin

➡️ Adenine adalah basa nitrogen yang merupakan bagian dari golongan purin (bersama dengan guanin).

• Adenine terdiri dari dua cincin nitrogen yang berikatan dengan atom hidrogen dan karbon.

• Rumus molekul adenin adalah C₅H₅N₅.

• Adenine berfungsi sebagai bagian pengenal dalam struktur ATP, yang memungkinkan pengikatan dengan enzim tertentu selama reaksi metabolik.

• Adenine juga menjadi bagian dari molekul penyusun DNA dan RNA dalam bentuk nukleotida (seperti adenosin monofosfat atau AMP).

➡️ Hubungan dengan metabolisme sel:

• Adenine dalam ATP adalah bagian dari nukleotida yang menyusun DNA dan RNA.

• Dalam sintesis protein dan transkripsi genetik, adenine berpasangan dengan timin (dalam DNA) atau urasil (dalam RNA).

2. Ribose → Ribosa

➡️ Ribosa adalah gula pentosa (mengandung lima atom karbon) yang terikat secara kovalen dengan basa adenin dan gugus fosfat.

• Rumus molekul ribosa adalah C₅H₁₀O₅.

• Ribosa berperan sebagai penghubung struktural antara adenin dan gugus fosfat.

• Gugus hidroksil (-OH) pada karbon 2' dalam ribosa menunjukkan bahwa ATP adalah bagian dari kelompok ribonukleotida, bukan deoksiribonukleotida (yang memiliki gugus H di posisi ini).

➡️ Hubungan dengan metabolisme sel:

• Ribosa dalam ATP berperan dalam membentuk ikatan ester fosfat yang sangat stabil.

• Ribosa juga ditemukan dalam nukleotida lain seperti NADH dan FADH₂, yang berperan dalam rantai transport elektron.

3. Three Phosphate Groups (Phosphates) → Tiga Gugus Fosfat

➡️ ATP terdiri dari tiga gugus fosfat yang terhubung dengan ikatan fosfoanhidrat:

• Gugus Fosfat Pertama → Terikat langsung ke ribosa melalui ikatan ester.

• Gugus Fosfat Kedua → Terikat ke fosfat pertama melalui ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.

• Gugus Fosfat Ketiga → Terikat ke fosfat kedua melalui ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi.

➡️ Energi dalam ATP tersimpan di dalam ikatan fosfoanhidrat ini:

• Ikatan antara fosfat kedua dan ketiga adalah ikatan yang paling berenergi tinggi (~30,5 kJ/mol atau 7,3 kkal/mol).

• Ketika ATP dihidrolisis (yaitu saat ikatan antara fosfat kedua dan ketiga terputus), energi yang dilepaskan digunakan untuk proses metabolisme dalam sel.

➡️ Reaksi hidrolisis ATP:

ATP+H2O→ADP+Pi+Energi\text{ATP} + H_2O \rightarrow \text{ADP} + P_i + \text{Energi}ATP+H2​O→ADP+Pi​+Energi

• ADP = Adenosin difosfat (mengandung dua gugus fosfat).

• Pi_ii​ = Fosfat inorganik (tersisa setelah pelepasan energi).

• Energi yang dilepaskan digunakan untuk:

  • Sintesis protein

  • Kontraksi otot

  • Transport aktif ion melintasi membran

  • Reaksi metabolisme sel lainnya

➡️ Ikatan fosfoanhidrat bersifat tidak stabil karena muatan negatif pada fosfat yang saling tolak-menolak, sehingga menyebabkan ikatan ini mudah putus dan menghasilkan energi yang tinggi saat terhidrolisis.

🔍 Proses Sintesis dan Hidrolisis ATP

1. Sintesis ATP

   • ATP dibentuk melalui proses fosforilasi di dalam sel, yang dapat terjadi melalui tiga jalur utama:

     • Fosforilasi tingkat substrat → Terjadi di glikolisis dan siklus Krebs.

     • Fosforilasi oksidatif → Terjadi di rantai transport elektron di mitokondria.

     • Fotofosforilasi → Terjadi di tilakoid kloroplas dalam proses fotosintesis.

2. Hidrolisis ATP

   • Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP dan Pi, energi dilepaskan dan digunakan untuk mendukung kerja seluler.

   • Hidrolisis ATP dikatalisis oleh enzim ATPase.

   • Energi dari hidrolisis ATP juga digunakan untuk memindahkan ion melintasi membran sel (melalui pompa natrium-kalium), sintesis protein, dan kontraksi otot.

➡️ Contoh Reaksi Hidrolisis ATP dalam Sel:

• Kontraksi otot → ATP dipecah menjadi ADP dan Pi oleh enzim miosin ATPase.

• Transport aktif → Pompa Na⁺/K⁺ ATPase menggunakan energi dari ATP untuk memindahkan natrium keluar dari sel dan kalium masuk ke dalam sel.

• Sintesis protein → Ribosom menggunakan ATP untuk merangkai asam amino dalam proses translasi.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Berdasarkan data terbaru, diketahui bahwa dalam kondisi aerobik, satu molekul glukosa menghasilkan sekitar 30–32 ATP (bukan 36 ATP).

• Dalam fosforilasi oksidatif, energi yang dihasilkan dari NADH dan FADH2_22​ ditransfer ke rantai transport elektron, menghasilkan gradien proton yang digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

• Dalam fosforilasi tingkat substrat, ATP dihasilkan langsung dalam glikolisis dan siklus Krebs, tetapi jumlah ATP yang dihasilkan jauh lebih sedikit dibandingkan fosforilasi oksidatif.

✅ Hubungan Konseptual

1. ATP adalah molekul universal pembawa energi yang digunakan oleh sel untuk:

   • Transport aktif (pompa natrium-kalium)

   • Sintesis makromolekul (DNA, RNA, protein)

   • Pergerakan sel (kontraksi otot, transport vesikel)

2. ATP dapat dibentuk kembali dari ADP melalui:

   • Glikolisis

   • Siklus Krebs

   • Rantai transport elektron

3. ATP disintesis di mitokondria (melalui fosforilasi oksidatif) dan di kloroplas (melalui fotofosforilasi).

4. ATP adalah molekul yang sangat dinamis → Diproduksi dan digunakan secara terus-menerus dalam sel.

🚀 Kesimpulan

• ATP adalah molekul kunci dalam metabolisme energi seluler.

• Energi disimpan dalam ikatan fosfoanhidrat berenergi tinggi antara gugus fosfat kedua dan ketiga.

• Hidrolisis ATP menghasilkan energi yang digunakan dalam berbagai proses metabolisme seluler.

• ATP adalah mata uang energi sel yang memungkinkan sel untuk melakukan kerja biologis dengan efisiensi tinggi.

• ATP diproduksi terus-menerus melalui proses respirasi seluler dan fotosintesis untuk memastikan kelangsungan hidup sel.

Judul pada slide ini adalah "Enzymes in Metabolic Pathways" yang berarti "Enzim dalam Jalur Metabolik". Enzim adalah protein biologis yang berperan sebagai katalis dalam reaksi metabolisme, yaitu mempercepat laju reaksi kimia tanpa ikut terlibat atau habis dalam proses tersebut. Dalam jalur metabolik, enzim memiliki peran kunci untuk memastikan bahwa reaksi metabolik berlangsung secara efisien dan terkontrol.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin pada slide ini:

1. Biological Catalysts → Katalis Biologis

➡️ "Biological" berarti biologis dan "Catalysts" berarti katalis.

• Enzim bertindak sebagai katalis biologis karena mereka mempercepat reaksi kimia dalam tubuh tanpa mengalami perubahan permanen dalam proses tersebut.

• Katalis adalah molekul yang mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi (activation energy) tanpa mengubah produk akhir reaksi.

• Sebagian besar enzim adalah protein, tetapi beberapa enzim berbasis RNA (disebut ribozyme) juga berfungsi sebagai katalis biologis.

• Enzim spesifik terhadap substrat → Setiap enzim hanya mengikat substrat tertentu karena kecocokan struktural antara situs aktif enzim dan molekul substrat (seperti kunci dan gembok).

➡️ Contoh Enzim sebagai Katalis Biologis:

• Amilase → Mengkatalisis pemecahan pati menjadi maltosa dalam pencernaan.

• DNA polimerase → Mengkatalisis replikasi DNA selama pembelahan sel.

• ATP synthase → Mengkatalisis pembentukan ATP dari ADP dan Pi dalam rantai transport elektron.

2. Speeds up chemical reactions → Mempercepat Reaksi Kimia

➡️ "Speeds up" berarti mempercepat dan "chemical reactions" berarti reaksi kimia.

• Enzim mempercepat reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasi (activation energy) yang diperlukan untuk memulai reaksi.

• Tanpa enzim, banyak reaksi metabolik akan berjalan sangat lambat atau bahkan tidak terjadi sama sekali karena energi aktivasi yang tinggi.

• Dengan menurunkan energi aktivasi, enzim memungkinkan molekul reaktan untuk mencapai keadaan transisi (transition state) dengan lebih mudah, sehingga mempercepat pembentukan produk.

➡️ Mekanisme Kerja Enzim:

1. Substrat berikatan dengan situs aktif enzim.

2. Enzim menurunkan energi aktivasi dengan:

   • Menstabilkan keadaan transisi reaksi.

   • Mengubah konformasi substrat untuk mempermudah reaksi.

   • Menciptakan lingkungan mikro yang kondusif untuk reaksi (misalnya, mengatur pH atau tekanan).

3. Produk terbentuk dan dilepaskan dari situs aktif, sehingga enzim siap untuk memulai reaksi baru.

➡️ Contoh:

• Katalase mempercepat pemecahan hidrogen peroksida (H₂O₂) menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂) dengan kecepatan hingga 10⁷ kali lebih cepat daripada tanpa enzim.

• Karbonat anhidrase mempercepat konversi karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) menjadi asam karbonat (H₂CO₃) dalam darah dengan kecepatan 10⁶ kali lebih cepat daripada tanpa enzim.

3. Lowers the amount of activation energy needed by weakening existing bonds in substrates

➡️ "Lowers" berarti menurunkan, "activation energy" berarti energi aktivasi, "weakening" berarti melemahkan, "existing bonds" berarti ikatan yang ada, dan "substrates" berarti substrat.

• Enzim mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi.

• Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk mengaktifkan molekul reaktan agar dapat bereaksi dan membentuk produk.

• Dalam grafik di sebelah kanan, terdapat dua kurva:

  • Kurva merah → Reaksi tanpa enzim (energi aktivasi tinggi).

  • Kurva biru → Reaksi dengan enzim (energi aktivasi lebih rendah).

➡️ Bagaimana enzim menurunkan energi aktivasi:

• Membentuk ikatan sementara dengan substrat, sehingga melemahkan ikatan kimia dalam substrat.

• Mengubah konformasi substrat menjadi keadaan transisi (transition state) yang lebih mudah diubah menjadi produk.

• Menciptakan lingkungan mikro yang cocok untuk reaksi (misalnya, pengaturan pH atau hidrasi substrat).

• Menyediakan posisi katalitik yang memfasilitasi terjadinya reaksi kimia.

➡️ Contoh:

• Laktase → Mengkatalisis pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa dengan cara melemahkan ikatan β-1,4-glikosidik dalam molekul laktosa.

• Pepsin → Mengkatalisis pemecahan protein di lambung dengan cara melemahkan ikatan peptida pada residu asam amino aromatik.

4. Grafik Perbandingan Reaksi Terhadap Energi Aktivasi

➡️ Grafik pada slide menunjukkan perbedaan energi aktivasi dalam reaksi dengan dan tanpa enzim:

• Sumbu Y → Menunjukkan energi bebas (free energy).

• Sumbu X → Menunjukkan kemajuan reaksi (progress of reaction).

• Kurva merah → Reaksi tanpa enzim (tinggi karena energi aktivasi besar).

• Kurva biru → Reaksi dengan enzim (lebih rendah karena energi aktivasi lebih kecil).

➡️ Tiga fase utama dalam grafik:

1. Energy Content of Reactants → Energi bebas dalam substrat awal.

2. Activation Energy → Energi yang diperlukan untuk mencapai keadaan transisi.

3. Energy Content of Products → Energi bebas dalam produk akhir.

➡️ Perbedaan utama:

• Enzim tidak mempengaruhi energi produk atau perbedaan energi bebas (ΔG) antara reaktan dan produk.

• Enzim hanya menurunkan energi aktivasi sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

• Produk yang dihasilkan tetap stabil meskipun energi aktivasi lebih rendah.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Tidak semua enzim bersifat protein → Beberapa enzim adalah RNA (disebut ribozyme) yang memiliki kemampuan katalitik.

• Enzim dapat mengalami inhibisi oleh:

  • Inhibitor kompetitif → Mengikat situs aktif dan mencegah pengikatan substrat.

  • Inhibitor non-kompetitif → Mengikat situs alosterik dan mengubah konformasi enzim sehingga substrat tidak dapat berikatan.

• Aktivitas enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti:

  • Suhu → Aktivitas enzim optimal pada suhu tertentu.

  • pH → Enzim memiliki pH optimal masing-masing (misalnya, pepsin di lambung aktif pada pH 2).

✅ Hubungan Konseptual

1. Enzim adalah katalis biologis yang mempercepat reaksi kimia dalam sel.

2. Energi aktivasi diturunkan oleh enzim melalui pembentukan keadaan transisi yang stabil.

3. Produk reaksi tidak dipengaruhi oleh enzim, tetapi kecepatan reaksi meningkat signifikan.

4. Jalur metabolisme → Enzim bekerja dalam jaringan terkoordinasi untuk mengatur metabolisme sel.

🚀 Kesimpulan

• Enzim mempercepat reaksi metabolik dengan menurunkan energi aktivasi.

• Enzim bekerja dengan membentuk ikatan sementara dengan substrat dan menciptakan lingkungan reaksi yang optimal.

• Tanpa enzim, banyak reaksi metabolik tidak akan berjalan atau akan berlangsung terlalu lambat untuk mendukung kehidupan.

Judul pada slide ini adalah "Enzyme-Substrate Complex" yang berarti "." Konsep kompleks enzim-substrat merupakan dasar dalam proses katalisis enzimatik di mana enzim berinteraksi dengan substrat untuk mempercepat reaksi kimia. Enzim adalah protein biologis yang memiliki tingkat spesifisitas tinggi terhadap substrat tertentu, dan proses pengikatan substrat pada enzim terjadi di wilayah spesifik yang disebut situs aktif (active site).

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin pada slide ini:

1. Highly specific protein molecules → Molekul Protein yang Sangat Spesifik

➡️ "Highly" berarti sangat, "specific" berarti spesifik, "protein" berarti protein, dan "molecules" berarti molekul.

• Enzim adalah molekul protein yang sangat spesifik karena setiap enzim hanya mampu mengikat substrat tertentu yang sesuai dengan struktur dan konfigurasi situs aktifnya.

• Spesifisitas enzim mengikuti prinsip "Lock and Key" atau "Induced Fit":

  • Model Lock and Key → Situs aktif enzim memiliki bentuk yang sesuai dengan substrat seperti kunci dan gembok.

  • Model Induced Fit → Situs aktif enzim mengalami perubahan konformasi agar sesuai dengan bentuk substrat setelah pengikatan terjadi.

• Struktur tiga dimensi enzim ditentukan oleh urutan asam amino yang menyusunnya, dan setiap perubahan kecil dalam urutan ini dapat mengubah spesifisitas enzim terhadap substrat.

➡️ Contoh Enzim dengan Spesifisitas Tinggi:

• Amilase → Mengkatalisis pemecahan pati menjadi maltosa.

• Laktase → Mengkatalisis pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

• DNA Polimerase → Spesifik terhadap substrat nukleotida tertentu untuk menyusun rantai DNA baru.

2. Have an area called the active site where substrates temporarily join

➡️ "Have" berarti memiliki, "an area" berarti wilayah, "called" berarti disebut, "active site" berarti situs aktif, "where" berarti di mana, "substrates" berarti substrat, "temporarily" berarti sementara, dan "join" berarti bergabung.

• Situs aktif (active site) adalah wilayah pada enzim tempat substrat berikatan secara sementara selama berlangsungnya reaksi kimia.

• Situs aktif memiliki struktur tiga dimensi yang spesifik, yang cocok dengan bentuk substrat yang diikatnya.

• Ketika substrat berikatan dengan situs aktif, terjadi perubahan konformasi pada enzim yang memfasilitasi reaksi kimia.

• Setelah reaksi selesai, produk dilepaskan dari situs aktif, dan enzim kembali ke bentuk semula untuk menjalankan reaksi berikutnya.

➡️ Ciri-ciri situs aktif:

• Tersusun dari asam amino polar dan non-polar yang berperan dalam pengikatan substrat.

• Mengandung kelompok fungsional (seperti -OH, -NH₂) yang mendukung interaksi dengan substrat melalui ikatan hidrogen, ikatan ion, atau gaya Van der Waals.

• Situs aktif memiliki lingkungan kimia tertentu (pH, polaritas) yang optimal untuk mempercepat reaksi.

➡️ Contoh Reaksi pada Situs Aktif:

• Pepsin → Berikatan dengan protein dalam lambung untuk memecah ikatan peptida.

• ATPase → Berikatan dengan ATP untuk memecah ikatan fosfat dan melepaskan energi.

• Lipase → Berikatan dengan lemak untuk memecah ikatan ester menjadi asam lemak dan gliserol.

3. Form an enzyme-substrate complex to stress bonds → Membentuk Kompleks Enzim-Substrat untuk Melemahkan Ikatan

➡️ "Form" berarti membentuk, "enzyme-substrate complex" berarti kompleks enzim-substrat, "to stress" berarti untuk memberi tekanan, dan "bonds" berarti ikatan.

• Kompleks enzim-substrat adalah struktur antara yang terbentuk ketika substrat berikatan dengan enzim pada situs aktif.

• Dalam keadaan ini, enzim menciptakan tekanan pada ikatan kimia substrat, yang menurunkan energi aktivasi dan mempercepat proses reaksi.

• Kompleks enzim-substrat menstabilkan keadaan transisi (transition state), yang membuat substrat lebih mudah diubah menjadi produk.

➡️ Proses Terbentuknya Kompleks Enzim-Substrat:

1. Substrat berikatan dengan situs aktif → Kompleks enzim-substrat terbentuk.

2. Enzim mengalami perubahan konformasi (model induced fit).

3. Tekanan pada ikatan substrat menyebabkan pemecahan atau pembentukan ikatan baru.

4. Produk dilepaskan → Enzim kembali ke bentuk semula.

➡️ Contoh:

• Karbonat anhidrase → Mengkatalisis konversi karbon dioksida dan air menjadi asam karbonat melalui pembentukan kompleks enzim-substrat.

• Katalase → Mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen dengan membentuk kompleks enzim-substrat yang sangat cepat (~10⁷ reaksi/detik).

4. Enzyme usable → Enzim Dapat Digunakan Kembali

➡️ "Enzyme" berarti enzim, dan "usable" berarti dapat digunakan kembali.

• Enzim tidak ikut habis dalam reaksi kimia → Setelah reaksi selesai, enzim akan kembali ke bentuk semula dan siap untuk melakukan reaksi berikutnya.

• Sifat reusable ini memungkinkan satu molekul enzim untuk mengkatalisis ribuan hingga jutaan reaksi sebelum akhirnya mengalami degradasi.

• Enzim dapat mengalami inhibisi (penghambatan) atau denaturasi jika lingkungannya tidak sesuai, misalnya karena perubahan suhu atau pH ekstrem.

➡️ Contoh:

• DNA polimerase → Terus-menerus digunakan dalam replikasi DNA.

• ATP synthase → Digunakan berulang kali dalam sintesis ATP di mitokondria dan kloroplas.

• Protease → Digunakan kembali dalam pemecahan protein selama proses metabolisme.

5. Diagram Enzyme-Substrate Complex

➡️ Diagram menunjukkan tiga tahap utama dalam pembentukan kompleks enzim-substrat:

1. Substrat bebas → Molekul substrat (lingkaran hijau dan kotak biru) mendekati enzim.

2. Pembentukan kompleks enzim-substrat → Substrat berikatan dengan situs aktif enzim, membentuk kompleks yang distabilkan oleh interaksi hidrogen, ion, atau Van der Waals.

3. Pelepasan produk → Produk reaksi dilepaskan, dan enzim siap untuk mengkatalisis reaksi berikutnya.

➡️ Kunci utama dalam kompleks enzim-substrat:

• Spesifisitas substrat

• Penurunan energi aktivasi

• Pelepasan produk dengan cepat

✅ Kesimpulan

1. Enzim adalah molekul protein yang sangat spesifik terhadap substrat tertentu.

2. Situs aktif enzim menciptakan lingkungan optimal untuk mempercepat reaksi.

3. Terbentuknya kompleks enzim-substrat menurunkan energi aktivasi dan mempercepat laju reaksi.

4. Enzim tidak habis dalam reaksi dan dapat digunakan kembali secara berulang-ulang.

5. Sifat spesifik dan kemampuan untuk digunakan kembali menjadikan enzim sebagai katalis biologis yang sangat efisien.

Judul pada slide ini adalah "Energy Carriers During Respiration" yang berarti "Molekul-molekul Pembawa Energi Selama Respirasi". Dalam respirasi seluler, terdapat molekul-molekul yang berfungsi sebagai pembawa energi, yang mengangkut elektron dan proton untuk menghasilkan ATP, yaitu sumber energi utama sel. Dua molekul utama yang terlibat dalam proses ini adalah NADH dan FADH₂, yang berfungsi dalam rantai transport elektron di mitokondria untuk menghasilkan ATP.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap bagian dalam slide ini:

1. NADH: A second energy carrying molecule in the mitochondria; produces 3 ATP

➡️ "NADH" adalah nikotinamida adenin dinukleotida (tereduksi), dan merupakan molekul pembawa energi kedua yang sangat penting dalam mitokondria.

• NAD⁺ berfungsi sebagai penerima elektron dalam reaksi redoks selama glikolisis dan siklus Krebs, dan setelah menerima elektron, NAD⁺ menjadi NADH.

• NADH membawa 2 elektron dan 1 proton (H⁺) yang akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

• Setiap molekul NADH yang dihasilkan dapat menghasilkan 3 molekul ATP dalam rantai transport elektron, yang terjadi di membran dalam mitokondria.

➡️ Reaksi Reduksi NAD⁺:

NAD++2H++2e−→NADH+H+NAD^+ + 2H^+ + 2e^- \rightarrow NADH + H^+NAD++2H++2e−→NADH+H+

• NAD⁺ menerima 2 elektron dan 1 proton (H⁺), menjadi NADH, yang membawa energi yang akan digunakan untuk sintesis ATP.

• NADH kemudian akan berperan dalam rantai transport elektron untuk menggerakkan ATP synthase, yang menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

2. FADH₂: A third energy carrying molecule in the mitochondria; produces 2 ATP

➡️ "FADH₂" adalah flavin adenin dinukleotida (tereduksi), yang juga berfungsi sebagai pembawa energi di mitokondria, seperti NADH.

• FAD (flavin adenin dinukleotida) berfungsi sebagai penerima elektron dalam siklus Krebs, dan setelah menerima elektron, FAD menjadi FADH₂.

• FADH₂ membawa 2 elektron dan 2 proton (H⁺) yang juga digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

• Setiap molekul FADH₂ yang dihasilkan dapat menghasilkan 2 molekul ATP dalam rantai transport elektron.

➡️ Reaksi Reduksi FAD:

FAD+2H++2e−→FADH2FAD + 2H^+ + 2e^- \rightarrow FADH_2FAD+2H++2e−→FADH2​

• FAD menerima 2 elektron dan 2 proton (H⁺), menjadi FADH₂, yang membawa energi yang kemudian digunakan untuk sintesis ATP.

• Meskipun FADH₂ menghasilkan 2 ATP, lebih sedikit dibandingkan dengan NADH, karena FADH₂ memasukkan elektron ke rantai transport elektron di kompleks II, yang lebih jauh dari kompleks yang menghasilkan ATP.

3. Diagram Reaksi NADH dan FADH₂

➡️ Diagram menunjukkan dua reaksi reduksi NAD⁺ dan FAD menjadi NADH dan FADH₂:

• NAD⁺ menerima 2 elektron dan 1 proton (H⁺), menghasilkan NADH + H⁺.

• FAD menerima 2 elektron dan 2 proton (H⁺), menghasilkan FADH₂.

➡️ Reaksi-reaksi ini terjadi dalam siklus Krebs, di mana molekul-molekul seperti glukosa atau asam lemak dipecah menjadi produk akhir yang menghasilkan NADH dan FADH₂, yang selanjutnya akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

🔍 Peran NADH dan FADH₂ dalam Respirasi Seluler

1. Glikolisis dan Siklus Krebs menghasilkan NADH dan FADH₂.

2. NADH dan FADH₂ bertindak sebagai pembawa elektron dan proton, yang mengarah ke rantai transport elektron.

3. Dalam rantai transport elektron, NADH menghasilkan 3 ATP per molekulnya, sedangkan FADH₂ menghasilkan 2 ATP per molekulnya.

4. Kedua molekul ini menghasilkan ATP melalui mekanisme fosforilasi oksidatif, di mana energi yang terkandung dalam elektron digunakan untuk memompa proton melintasi membran dalam mitokondria, menghasilkan gradien proton yang digunakan untuk mensintesis ATP.

🔎 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Berdasarkan data terbaru, meskipun NADH menghasilkan 3 ATP, jumlah ATP yang dihasilkan dapat bervariasi karena perbedaan efisiensi dalam transportasi elektron antar jenis sel atau organisme.

• FADH₂ menghasilkan 2 ATP karena molekul ini memasuki rantai transport elektron di kompleks II, yang memompa proton lebih sedikit dibandingkan dengan NADH yang masuk pada kompleks I.

✅ Kesimpulan

1. NADH dan FADH₂ adalah pembawa energi penting dalam respirasi seluler.

2. NADH menghasilkan 3 ATP, sedangkan FADH₂ menghasilkan 2 ATP dalam rantai transport elektron.

3. Energi yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ berasal dari glukosa dan molekul energi lainnya yang terurai dalam siklus Krebs.

4. Proses ini berlanjut hingga oksigen diterima sebagai akseptor elektron terakhir dalam rantai transport elektron, menghasilkan air dan ATP sebagai produk akhir.

Dengan demikian, NADH dan FADH₂ berperan sebagai pembawa energi utama dalam respirasi seluler dan memastikan bahwa ATP diproduksi dalam jumlah yang cukup untuk mendukung berbagai aktivitas seluler.

Judul pada slide ini adalah "Mitochondria" yang berarti "Mitokondria". Mitokondria adalah organel dalam sel yang berfungsi sebagai pusat pembangkit energi. Mitokondria memiliki struktur yang sangat khas, dengan dua membran dan bentuk yang mirip dengan kapsul yang memungkinkannya melakukan proses-proses metabolik penting seperti respirasi aerobik.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap poin pada slide ini:

1. Has outer smooth, outer membrane & folded inner membrane

➡️ "Has" berarti memiliki, "outer smooth" berarti membran luar yang halus, "outer membrane" berarti membran luar, dan "folded inner membrane" berarti membran dalam yang terlipat.

• Mitokondria memiliki dua membran:

  • Membran luar yang halus dan tidak berlipat, memisahkan mitokondria dari sitoplasma sel.

  • Membran dalam yang memiliki lipatan-lipatan yang disebut cristae (lihat poin selanjutnya).

• Membran luar bertanggung jawab untuk mengatur keluar masuknya molekul besar, seperti protein dan enzim, melalui pori-pori besar.

• Membran dalam sangat selektif terhadap molekul yang masuk dan keluar, dan memiliki sejumlah besar protein yang terlibat dalam respirasi seluler.

2. Folds are called cristae

➡️ "Folds" berarti lipatan, dan "called cristae" berarti disebut cristae.

• Cristae adalah lipatan-lipatan membran dalam yang bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan internal mitokondria.

• Struktur cristae memungkinkan membran dalam untuk mengandung lebih banyak enzim yang terlibat dalam respirasi seluler, khususnya enzim yang terlibat dalam rantai transport elektron dan ATP sintase.

• Semakin banyak lipatan cristae, semakin banyak area permukaan yang tersedia untuk proses-proses metabolik yang menghasilkan ATP.

3. Space inside cristae is called the matrix & contains DNA & ribosomes

➡️ "Space inside cristae" berarti ruang di dalam cristae, "called the matrix" berarti disebut matriks, "contains" berarti mengandung, "DNA" berarti DNA, dan "ribosomes" berarti ribosom.

• Matriks mitokondria adalah ruang yang terletak di dalam membran dalam, di dalam cristae. Matriks ini mengandung komponen-komponen penting yang diperlukan untuk respirasi seluler:

  • DNA mitokondria → Mitokondria memiliki DNA-nya sendiri, yang memungkinkan mereka untuk mensintesis beberapa protein mereka sendiri, terpisah dari DNA inti sel.

  • Ribosom → Ribosom mitokondria terlibat dalam sintesis protein yang dibutuhkan untuk fungsi mitokondria.

• Matriks juga mengandung enzim-enzim penting untuk siklus Krebs, yang berlangsung di dalamnya.

4. Site of aerobic respiration

➡️ "Site" berarti lokasi, "aerobic respiration" berarti respirasi aerobik.

• Mitokondria adalah tempat respirasi aerobik terjadi, yang mengandalkan oksigen untuk menghasilkan ATP.

• Respirasi aerobik melibatkan tiga tahap utama yang berlangsung di mitokondria:

  1. Glikolisis (meskipun ini terjadi di sitoplasma, produk glikolisis dibawa ke mitokondria untuk tahap selanjutnya).

  2. Siklus Krebs yang terjadi di dalam matriks mitokondria.

  3. Rantai transport elektron dan fosforilasi oksidatif, yang terjadi di membran dalam mitokondria.

5. Krebs cycle takes place in matrix

➡️ "Krebs cycle" berarti siklus Krebs, "takes place" berarti terjadi, dan "matrix" berarti matriks.

• Siklus Krebs (atau siklus asam sitrat) adalah tahap kedua dari respirasi aerobik dan terjadi di dalam matriks mitokondria.

• Dalam siklus ini, asetil-KoA yang berasal dari glukosa atau asam lemak diubah menjadi karbon dioksida, menghasilkan NADH dan FADH₂, yang akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

• Proses ini juga menghasilkan GTP yang dapat dikonversi menjadi ATP.

6. Electron Transport Chain takes place in cristae

➡️ "Electron Transport Chain" berarti rantai transport elektron, "takes place" berarti terjadi, dan "cristae" berarti cristae.

• Rantai transport elektron adalah tahap ketiga dari respirasi aerobik dan terjadi di dalam membran dalam mitokondria, tepatnya pada cristae.

• Pada tahap ini, NADH dan FADH₂ yang dihasilkan sebelumnya membawa elektron yang akan dipindahkan melalui serangkaian kompleks protein di membran dalam.

• Perpindahan elektron ini menciptakan gradien proton yang digunakan untuk menggerakkan ATP sintase, yang menghasilkan ATP.

• Akhirnya, oksigen bertindak sebagai akseptor elektron terakhir, membentuk air setelah menerima elektron dan proton.

🔍 Koreksi dan Penambahan Berdasarkan Data Terbaru

• Mitokondria memiliki genom sendiri (DNA mitokondria), yang mengkodekan beberapa protein dan RNA yang diperlukan untuk fungsi mitokondria, tetapi sebagian besar protein mitokondria disintesis oleh nukleus dan diimpor ke dalam mitokondria.

• Krebs cycle adalah bagian dari respirasi aerobik dan berperan penting dalam menghasilkan pembawa elektron (NADH dan FADH₂) untuk rantai transport elektron.

• Mitokondria juga terlibat dalam proses-proses lainnya, seperti regulasi kalsium dan apoptosis (kematian sel terprogram).

✅ Kesimpulan

1. Mitokondria adalah organel utama dalam respirasi aerobik, tempat di mana energi sel dihasilkan.

2. Memiliki dua membran, dengan membran dalam terlipat membentuk cristae yang memperbesar area permukaan untuk proses metabolik.

3. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria, sedangkan rantai transport elektron terjadi di cristae.

4. Mitokondria juga memiliki DNA dan ribosom sendiri, yang memungkinkan mereka untuk memproduksi beberapa protein yang diperlukan untuk fungsi mereka.

Dengan demikian, mitokondria berfungsi sebagai pembangkit energi seluler dan memainkan peran kunci dalam metabolisme, menghasilkan ATP untuk mendukung proses-proses kehidupan sel.

Judul pada slide ini adalah "Mitochondrion Structure" yang berarti "Struktur Mitokondria". Mitokondria adalah organel penting dalam sel eukariotik yang berperan sebagai pembangkit energi dengan menghasilkan ATP melalui proses respirasi aerobik. Gambar ini menggambarkan struktur mitokondria secara rinci, menunjukkan berbagai komponen utama yang mendukung fungsi mitokondria dalam menghasilkan energi.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian gambar ini:

1. Outer Membrane (Membran Luar)

➡️ Membran luar adalah lapisan luar mitokondria yang relatif halus dan tidak terlipat.

• Membran ini berfungsi sebagai penghalang yang memisahkan mitokondria dari sitoplasma sel.

• Membran luar memiliki pori besar yang memungkinkan molekul besar seperti protein dan ion untuk masuk dan keluar dari mitokondria.

• Selain itu, membran luar juga terlibat dalam transportasi molekul menuju dan dari mitokondria.

2. Inner Membrane (Membran Dalam)

➡️ Membran dalam adalah lapisan kedua yang lebih terstruktur dan terlipat membentuk cristae.

• Cristae adalah lipatan-lipatan membran dalam yang meningkatkan luas permukaan untuk proses-proses metabolik, seperti rantai transport elektron dan ATP sintase.

• Membran dalam memiliki fungsi yang sangat spesifik dan selektif karena mengandung banyak protein yang terlibat dalam respirasi seluler, termasuk ATP synthase yang menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

• Membran dalam juga berperan dalam fosforilasi oksidatif, yang merupakan bagian dari produksi energi dalam mitokondria.

3. Matrix (Matriks)

➡️ Matriks adalah ruang yang terletak di dalam membran dalam, dikelilingi oleh cristae.

• Matriks mengandung enzim-enzim yang terlibat dalam siklus Krebs (atau siklus asam sitrat), yang merupakan bagian dari respirasi aerobik.

• Matriks juga berisi DNA mitokondria dan ribosom mitokondria yang memungkinkan mitokondria untuk mensintesis beberapa protein mereka sendiri.

• DNA mitokondria berfungsi untuk mengkodekan sejumlah protein yang dibutuhkan dalam mitokondria, yang berbeda dari DNA inti sel.

• Ribosom mitokondria memungkinkan sintesis protein di dalam mitokondria.

4. Mitochondrial Ribosomes (Ribosom Mitokondria)

➡️ Ribosom mitokondria adalah organel kecil yang terdapat di matriks mitokondria dan berfungsi dalam sintesis protein.

• Ribosom ini bertanggung jawab untuk memproduksi protein mitokondria yang diperlukan untuk respirasi seluler dan proses metabolik lainnya di dalam mitokondria.

• Ribosom mitokondria mirip dengan ribosom prokariotik dan berbeda dengan ribosom sitoplasma yang lebih besar.

• Ribosom ini memungkinkan mitokondria untuk berfungsi relatif mandiri, meskipun sebagian besar protein mitokondria masih disintesis di luar mitokondria dan diimpor ke dalamnya.

5. DNA (DNA Mitokondria)

➡️ DNA mitokondria adalah materi genetik yang terdapat di dalam matriks mitokondria.

• DNA ini berbentuk sirkuler, mirip dengan DNA bakteri, dan mengkodekan sejumlah kecil protein yang dibutuhkan untuk fungsi mitokondria.

• Mitokondria dapat menghasilkan energi mereka sendiri, tetapi mereka juga bergantung pada informasi yang dikodekan oleh DNA inti untuk beberapa protein dan enzim.

• DNA mitokondria diwariskan hanya dari ibu karena sel telur yang mengandung mitokondria berperan dalam pewarisan mitokondria, sementara sperma tidak.

6. Granules (Granula)

➡️ Granula dalam mitokondria adalah struktur kecil yang mengandung berbagai macam ion dan molekul kecil seperti kalsium atau ATP.

• Granula ini dapat berfungsi sebagai penyimpanan ion atau energi cadangan yang dapat digunakan dalam berbagai reaksi metabolik.

• Beberapa granula mitokondria dapat berfungsi untuk mengatur konsentrasi ion seperti kalsium yang berperan dalam pengaturan metabolisme sel dan aktivitas enzim.

• Granula juga berperan dalam pembentukan ATP karena dapat menyimpan energi yang digunakan dalam proses seluler.

🔍 Fungsi Mitokondria dalam Respirasi Seluler

1. Respirasi Aerobik - Mitokondria adalah tempat terjadinya respirasi aerobik, yang mencakup tiga tahap utama:

   • Glikolisis (terjadi di sitoplasma, tetapi produk dibawa ke mitokondria).

   • Siklus Krebs (terjadi di dalam matriks mitokondria).

   • Rantai Transport Elektron dan Fosforilasi Oksidatif (terjadi di membran dalam mitokondria).

2. Pembentukan ATP - Mitokondria menghasilkan ATP, molekul energi utama dalam sel, melalui proses fosforilasi oksidatif.

3. Sintesis Protein - Mitokondria memiliki kemampuan untuk memproduksi beberapa protein penting untuk fungsinya melalui ribosom mitokondria yang bekerja sama dengan DNA mitokondria.

✅ Kesimpulan

1. Mitokondria memiliki dua membran: membran luar yang halus dan membran dalam yang terlipat membentuk cristae.

2. Matriks mitokondria mengandung DNA mitokondria dan ribosom, yang memungkinkan mitokondria untuk memproduksi beberapa protein yang diperlukan untuk respirasi seluler.

3. Siklus Krebs terjadi di matriks, sementara rantai transport elektron berlangsung di cristae.

4. Mitokondria adalah pembentuk ATP dan terlibat dalam banyak proses metabolik lainnya, seperti pengaturan kalsium dan apoptosis.

Dengan demikian, mitokondria berperan sangat penting dalam menghasilkan energi seluler melalui respirasi aerobik dan mendukung fungsi-fungsi metabolik vital lainnya dalam sel.

Judul pada slide ini adalah "Structure of Mitochondrial Membranes" (). Gambar ini menunjukkan struktur membran mitokondria, dengan membedakan dua bagian utama: membran luar dan membran dalam, serta bagian matriks mitokondria yang terletak di dalam membran dalam.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Cytoplasme Cellulaire (Sitosol Sel)

➡️ "Cytoplasme cellulaire" berarti sitosol sel, yang berada di luar mitokondria.

• Sitosol adalah cairan yang mengisi bagian luar organel dalam sel, termasuk mitokondria.

• Di dalam sitosol, terdapat berbagai molekul dan ion yang dibutuhkan untuk proses-proses metabolik dan sintesis protein.

• Reaksi glikolisis (pemecahan glukosa) terjadi di sitosol, yang menghasilkan produk berupa piruvat, yang kemudian dibawa ke mitokondria untuk diproses lebih lanjut.

2. Membran Luar (Outer Membrane)

➡️ Membran luar mitokondria adalah lapisan yang mengelilingi mitokondria dan halus, tanpa lipatan.

• Membran luar memiliki pori-pori besar yang memungkinkan molekul besar, seperti protein dan ion, untuk bergerak masuk dan keluar dari mitokondria.

• Membran luar juga berfungsi untuk memisahkan isi mitokondria dari sitosol sel.

• Membran luar mengandung enzim-enzim yang terlibat dalam proses metabolik, meskipun sebagian besar reaksi penting terjadi di dalam membran dalam dan matriks.

3. Membran Dalam (Inner Membrane)

➡️ Membran dalam mitokondria adalah lapisan kedua yang sangat terlipat, membentuk struktur yang disebut cristae.

• Cristae memperluas permukaan membran dalam, memberikan area yang lebih besar untuk proses respirasi aerobik.

• Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam fosforilasi oksidatif dan rantai transport elektron, termasuk ATP synthase, yang menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

• Membran dalam lebih selektif terhadap molekul yang dapat masuk atau keluar, memfasilitasi proses-proses yang sangat spesifik dan terkontrol di dalam mitokondria.

4. Matrice Mitochondriale (Matriks Mitokondria)

➡️ Matriks mitokondria adalah ruang di dalam membran dalam, yang terletak di antara cristae.

• Matriks mengandung enzim-enzim yang terlibat dalam siklus Krebs, tahap penting dalam respirasi aerobik, di mana asetil-KoA diubah menjadi CO₂, menghasilkan NADH dan FADH₂ yang dibutuhkan dalam rantai transport elektron.

• Matriks juga mengandung DNA mitokondria, yang memungkinkan mitokondria untuk memproduksi beberapa protein dan enzim yang dibutuhkan untuk proses-proses mereka sendiri, serta ribosom mitokondria yang digunakan dalam sintesis protein mitokondria.

🔍 Peran Membran Mitokondria dalam Respirasi Seluler

1. Membran luar memungkinkan molekul besar seperti glukosa dan protein masuk ke dalam mitokondria.

2. Membran dalam berperan dalam produksi energi mitokondria, melalui rantai transport elektron dan ATP synthase.

3. Cristae memberikan lebih banyak permukaan untuk proses-proses metabolik ini.

4. Matriks mitokondria adalah tempat berlangsungnya siklus Krebs dan berisi komponen penting seperti DNA dan ribosom yang memungkinkan mitokondria melakukan beberapa fungsi sendiri.

✅ Kesimpulan

1. Membran luar mitokondria mengontrol masuknya molekul besar dan melindungi mitokondria dari lingkungan sitosol.

2. Membran dalam yang terlipat membentuk cristae, memperluas area permukaan untuk fosforilasi oksidatif dan rantai transport elektron.

3. Matriks mitokondria berfungsi sebagai lokasi siklus Krebs dan mengandung DNA mitokondria serta ribosom untuk sintesis protein.

4. Kedua membran mitokondria bekerja secara sinergis untuk memastikan bahwa mitokondria dapat menghasilkan ATP secara efisien melalui proses respirasi aerobik.

Dengan demikian, membran mitokondria berperan sangat penting dalam metabolisme seluler, khususnya dalam produksi energi yang dibutuhkan untuk berbagai proses fisiologis.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and NADH Function" (Rantai Transport Elektron dan Fungsi NADH). Gambar ini menunjukkan proses yang terjadi dalam rantai transport elektron (ETC) di mitokondria, khususnya tentang peran NADH dan FMN (flavin mononucleotide) dalam proses ini. Proses ini merupakan bagian penting dari respirasi aerobik yang menghasilkan ATP.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Role of NADH in Electron Transport Chain

➡️ NADH adalah pembawa energi yang penting yang dihasilkan selama proses siklus Krebs dan glikolisis.

• NADH membawa 2 elektron dan 1 proton (H⁺) yang diperoleh dari metabolisme glukosa dan molekul energi lainnya.

• NADH diubah menjadi NAD⁺ setelah memberikan 2 elektron dan proton kepada rantai transport elektron (ETC) yang terletak di membran dalam mitokondria.

• NADH mendonorkan elektron pertama kali ke kompleks I dalam rantai transport elektron, yang menyebabkan pemompaan proton (H⁺) ke ruang antar membran, menciptakan gradien proton yang digunakan untuk menghasilkan ATP.

2. FMN (Flavin Mononucleotide) in Complex I

➡️ FMN (Flavin Mononucleotide) adalah koenzim yang terlibat dalam kompleks I dari rantai transport elektron.

• FMN menerima elektron dari NADH dan kemudian mentransfer elektron ini ke molekul lain dalam rantai transport elektron.

• Setelah elektron dipindahkan, FMN kembali menjadi bentuk oksidasi, FMN (yang tidak tereduksi), dan dapat menerima elektron lebih lanjut dari NADH.

• FMN berfungsi untuk mengambil elektron yang dibawa oleh NADH, yang pada akhirnya akan dipindahkan ke koenzim Q atau ubiquinone, yang kemudian melanjutkan proses transport elektron.

3. Electron Transfer and Proton Pumping

➡️ Elektron yang diberikan oleh NADH melanjutkan perjalanan melalui serangkaian kompleks protein yang membentuk rantai transport elektron.

• Kompleks I mentransfer elektron dari NADH ke FMN, yang kemudian dipindahkan melalui beberapa langkah ke koenzim Q (ubiquinone).

• Selama proses ini, energi dari transfer elektron digunakan untuk memompa proton (H⁺) dari matriks mitokondria ke ruang antar membran mitokondria.

• Gradien proton yang tercipta di ruang antar membran ini menciptakan potensial elektrostatik yang digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP synthase yang terletak di membran dalam.

4. Formation of NAD⁺ from NADH

➡️ Setelah NADH memberikan elektron dan proton, NADH diubah menjadi NAD⁺.

• NAD⁺ adalah bentuk teroksidasi dari NADH dan dapat digunakan kembali dalam siklus Krebs dan glikolisis untuk membawa lebih banyak elektron dari molekul lain yang terlibat dalam metabolisme seluler.

• Proses konversi ini sangat penting untuk menjaga siklus respirasi seluler tetap berjalan, karena NAD⁺ dapat menerima elektron dari molekul lain yang teroksidasi, sementara NADH memberikan elektron yang dibutuhkan dalam rantai transport elektron.

5. Proton Gradient and ATP Production

➡️ Pemompaan proton ke ruang antar membran menyebabkan perbedaan konsentrasi proton antara ruang antar membran dan matriks mitokondria.

• Gradien proton ini menciptakan potensial proton yang disimpan sebagai energi kimia dalam bentuk gradien elektrokimia.

• ATP synthase, sebuah enzim yang terletak di membran dalam mitokondria, memanfaatkan gradien proton ini untuk menghasilkan ATP.

• Ketika proton kembali masuk ke matriks melalui ATP synthase, energi yang dilepaskan digunakan untuk menyintesis ATP dari ADP dan fosfat. Proses ini dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.

🔍 Fungsi NADH dalam Respirasi Seluler

1. Molekul pembawa energi yang mengandung 2 elektron dan 1 proton, yang diperlukan untuk menghasilkan ATP.

2. NADH mentransfer elektron ke rantai transport elektron di kompleks I, yang merupakan langkah awal dalam menghasilkan ATP.

3. Setiap molekul NADH yang terlibat dalam rantai transport elektron menghasilkan 3 molekul ATP melalui fosforilasi oksidatif.

✅ Kesimpulan

1. NADH berperan penting dalam rantai transport elektron dengan menyumbangkan 2 elektron dan 1 proton untuk pembentukan ATP.

2. FMN di kompleks I membantu dalam mentransfer elektron dari NADH ke koenzim Q.

3. Energi yang dihasilkan dari transfer elektron digunakan untuk memompa proton ke ruang antar membran, yang menciptakan gradien proton yang digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP synthase.

4. Setelah mentransfer elektron, NADH diubah menjadi NAD⁺, yang dapat digunakan kembali dalam metabolisme sel.

Dengan demikian, NADH memainkan peran krusial dalam produksi energi di mitokondria, yang mendukung berbagai aktivitas seluler yang membutuhkan ATP.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and NADH Function" (Rantai Transport Elektron dan Fungsi NADH). Gambar ini melanjutkan penjelasan tentang bagaimana NADH berperan dalam rantai transport elektron (ETC) di mitokondria dan bagaimana kompleks-kompleks di membran dalam mitokondria berfungsi untuk menghasilkan energi yang diperlukan untuk kehidupan seluler.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Fe-S Complex (Kompleks Fe-S)

➡️ Fe-S (Iron-Sulfur) complex adalah kompleks besi-sulfur, yang merupakan bagian dari kompleks I dalam rantai transport elektron.

• Dalam gambar ini, kompleks Fe-S berperan dalam mentransfer elektron dari NADH melalui FMN (Flavin Mononucleotide) ke ubiquinone (Koenzim Q).

• Kompleks Fe-S ini berfungsi sebagai penerima dan donor elektron, dan menstabilkan transfer elektron dalam proses tersebut.

• Elektrode ini mengandung atom besi yang berfungsi untuk membawa elektron yang sangat penting dalam reaksi redoks selama fosforilasi oksidatif.

• Fe-S juga terlibat dalam proses pemompaan proton dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, berperan dalam pembuatan gradien proton yang digunakan untuk menghasilkan ATP.

2. Electron Transfer and Proton Pumping (Transfer Elektron dan Pemompaan Proton)

➡️ Setelah NADH memberikan elektron dan proton ke kompleks I, elektron dipindahkan melalui beberapa kompleks protein di membran dalam mitokondria.

• Elektron dari NADH dilepaskan oleh FMN dan dipindahkan ke Fe-S dalam kompleks I.

• Elektron tersebut kemudian melanjutkan perjalanan ke ubiquinone (koenzim Q), yang akan membawa elektron ke kompleks II dan seterusnya.

• Dalam proses transfer elektron ini, energi yang dihasilkan digunakan untuk memompa proton (H⁺) dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, yang menciptakan gradien proton.

• Gradien proton ini menciptakan potensial proton yang digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

3. NADH and NAD⁺ (NADH dan NAD⁺)

➡️ NADH berfungsi sebagai pembawa elektron utama dalam rantai transport elektron. Setelah memberikan elektron ke rantai transport elektron, NADH diubah menjadi NAD⁺.

• NAD⁺ kemudian digunakan kembali dalam siklus Krebs dan glikolisis untuk menerima elektron, dan proses ini terus berlangsung dalam sel untuk mendukung produksi energi.

• NADH berperan sangat penting dalam menghasilkan ATP karena memulai proses transfer elektron di kompleks I.

4. nH⁺ (Proton)

➡️ nH⁺ menunjukkan pemompaan proton (H⁺) ke ruang antar membran mitokondria.

• Setiap kali elektron bergerak melalui rantai transport elektron, proton dipompa keluar dari matriks mitokondria, meningkatkan konsentrasi proton di ruang antar membran.

• Gradien proton yang dihasilkan melalui pemompaan proton ini digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

• Gradien ini menciptakan potensial elektrostatik yang disebut potensial proton, yang memfasilitasi proses sintesis ATP.

🔍 Fungsi NADH dalam Rantai Transport Elektron

1. NADH mentransfer elektron ke kompleks I dari rantai transport elektron.

2. Setelah memberikan elektron dan proton, NADH diubah menjadi NAD⁺, yang dapat digunakan kembali dalam metabolisme seluler.

3. Kompleks I kemudian memindahkan elektron melalui FMN dan Fe-S complex, yang mentransfernya ke ubiquinone (Q).

4. Proses ini mengarah pada pemompaan proton yang menghasilkan gradien proton, yang digunakan untuk menghasilkan ATP oleh ATP synthase.

✅ Kesimpulan

1. NADH memberikan elektron dan proton ke kompleks I dalam rantai transport elektron.

2. Elektron yang dibawa oleh NADH kemudian dipindahkan melalui beberapa kompleks protein, termasuk FMN dan Fe-S, yang akhirnya mengarah ke ubiquinone.

3. Proses pemompaan proton menghasilkan gradien proton yang digunakan untuk memproduksi ATP dalam mitokondria.

4. NADH diubah menjadi NAD⁺, dan siklus ini berulang, menghasilkan ATP yang diperlukan untuk aktivitas seluler.

Dengan demikian, NADH memainkan peran penting dalam produksi energi seluler, mengubah energi kimia dalam molekul menjadi ATP yang digunakan untuk berbagai proses vital dalam tubuh.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Function of Coenzyme Q (Ubiquinone)" (Rantai Transport Elektron dan Fungsi Koenzim Q). Gambar ini menunjukkan lanjutan dari proses yang terjadi dalam rantai transport elektron (ETC), khususnya mengenai peran Koenzim Q (Q atau Ubiquinone), serta bagaimana ia berperan dalam mentransfer elektron dan protons dalam membran dalam mitokondria.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Q (Koenzim Q atau Ubiquinone)

➡️ Koenzim Q (juga disebut ubiquinone) adalah molekul pembawa elektron yang sangat penting dalam rantai transport elektron.

• Koenzim Q terletak di membran dalam mitokondria dan berfungsi untuk membawa elektron dan proton (H⁺) antara kompleks I (NADH dehidrogenase) dan kompleks III (situs siklom), serta antara kompleks II dan III.

• Setelah menerima dua elektron dari FMN dalam kompleks I atau dari FADH₂ dalam kompleks II, Koenzim Q akan berubah menjadi ubiquinol (QH₂), bentuk yang tereduksi.

• Ubiquinol ini kemudian mentransfer elektron yang dibawanya ke kompleks III (cytochrome c reductase), yang melanjutkan proses transfer elektron.

• Koenzim Q juga berperan dalam memompa proton (H⁺) ke ruang antar membran, membantu membangun gradien proton yang penting untuk sintesis ATP melalui ATP synthase.

2. nH⁺ (Proton)

➡️ nH⁺ menunjukkan pemompaan proton (H⁺) ke ruang antar membran mitokondria.

• Selama proses transfer elektron, energi yang dilepaskan digunakan untuk memompa proton (H⁺) ke ruang antar membran, menciptakan gradien konsentrasi proton.

• Gradien ini sangat penting dalam proses fosforilasi oksidatif karena digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

• Gradien proton menciptakan potensial elektrostatik yang memberikan energi untuk sintesis ATP ketika proton kembali memasuki matriks melalui ATP synthase.

3. Electron Transfer and Proton Pumping

➡️ Transfer elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ dimulai dari kompleks I dan kompleks II menuju Koenzim Q.

• Koenzim Q (ubiquinone) menerima elektron dari kedua kompleks tersebut dan kemudian dipindahkan ke kompleks III.

• Proses ini menyebabkan pemompaan proton keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, yang meningkatkan konsentrasi proton di ruang antar membran.

• Gradien proton yang tercipta akan digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP, yang memberikan energi bagi sel.

🔍 Peran Koenzim Q (Ubiquinone) dalam Rantai Transport Elektron

1. Koenzim Q (atau ubiquinone) berfungsi sebagai pembawa elektron antara kompleks I dan kompleks III, serta antara kompleks II dan kompleks III.

2. Koenzim Q mengubah bentuknya menjadi ubiquinol setelah menerima elektron, kemudian mentransfernya ke kompleks berikutnya dalam rantai.

3. Koenzim Q juga berfungsi untuk memompa proton ke ruang antar membran, berkontribusi pada pembentukan gradien proton yang penting untuk sintesis ATP.

4. Ubiquinone merupakan salah satu komponen yang menghubungkan dua jalur yang berbeda dalam rantai transport elektron, yaitu jalur yang berasal dari NADH dan FADH₂.

✅ Kesimpulan

1. Koenzim Q atau ubiquinone adalah molekul pembawa elektron yang sangat penting dalam rantai transport elektron mitokondria.

2. Koenzim Q menghubungkan kompleks I dan kompleks II dengan kompleks III dalam rantai transport elektron.

3. Proses pemompaan proton (H⁺) oleh Koenzim Q berkontribusi pada pembentukan gradien proton, yang digunakan untuk sintesis ATP melalui ATP synthase.

4. Koenzim Q membantu mempercepat transfer energi kimia dari NADH dan FADH₂ ke dalam bentuk energi yang dapat digunakan dalam sel.

Dengan demikian, Koenzim Q (ubiquinone) memainkan peran kunci dalam produksi energi seluler melalui transfer elektron dan pemompaan proton dalam respirasi aerobik.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Proton Pumping" (Rantai Transport Elektron dan Pemompaan Proton). Gambar ini menunjukkan proses yang terjadi dalam rantai transport elektron (ETC), dengan penekanan pada bagaimana proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria, serta bagaimana hal ini berkontribusi pada sintesis ATP.

Berikut adalah penjelasan terperinci untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Proton (nH⁺) Pumping

➡️ Proton (H⁺) dipompa dari matriks mitokondria ke ruang antar membran selama proses transfer elektron dalam rantai transport elektron.

• Pemompaan proton ini terjadi di kompleks I, kompleks III, dan kompleks IV rantai transport elektron, yang menggunakan energi dari aliran elektron untuk memompa proton melintasi membran dalam mitokondria.

• Gradien proton yang dihasilkan ini adalah kunci untuk sintesis ATP, karena ATP synthase memanfaatkan gradien proton ini untuk menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat anorganik.

2. Kompleks Q (Koenzim Q/Ubiquinone)

➡️ Koenzim Q (Q atau ubiquinone) berfungsi sebagai pembawa elektron dalam rantai transport elektron.

• Koenzim Q menerima elektron dari kompleks I (NADH dehidrogenase) atau kompleks II (FADH₂ dehidrogenase), mengubah dirinya menjadi ubiquinol (QH₂) yang tereduksi, dan kemudian mentransfer elektron ke kompleks III (siklohidrogenase).

• Proses ini juga mengarah pada pemompaan proton dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, yang mendukung pembentukan gradien proton.

3. Proton Gradient

➡️ Gradien proton yang terbentuk di ruang antar membran berfungsi sebagai sumber energi untuk sintesis ATP.

• ATP synthase, yang terletak di membran dalam mitokondria, memanfaatkan gradien proton untuk menghasilkan ATP. Proton akan kembali ke dalam matriks melalui saluran ATP synthase, menghasilkan energi yang digunakan untuk menggabungkan ADP dengan fosfat untuk membentuk ATP.

🔍 Fungsi Proton dalam Rantai Transport Elektron

1. Pemompaan proton (H⁺) ke ruang antar membran menciptakan gradien proton yang menjadi sumber energi untuk sintesis ATP.

2. Gradien proton adalah kunci untuk fosforilasi oksidatif, yang merupakan langkah terakhir dalam respirasi aerobik di mitokondria.

3. ATP synthase memanfaatkan energi dari aliran proton untuk menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel untuk berbagai proses metabolik.

✅ Kesimpulan

1. Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria selama proses transfer elektron dalam rantai transport elektron.

2. Koenzim Q (ubiquinone) berperan dalam membawa elektron dan memfasilitasi pemompaan proton ke ruang antar membran.

3. Gradien proton yang terbentuk digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP, menyediakan energi bagi sel.

4. Proses ini merupakan bagian dari respirasi aerobik yang menghasilkan ATP sebagai bentuk energi yang dibutuhkan oleh sel.

Dengan demikian, pemompaan proton dan rantai transport elektron merupakan langkah-langkah krusial dalam sintesis energi sel melalui respirasi seluler.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Cytochrome b Function" (Rantai Transport Elektron dan Fungsi Sitochrom b). Gambar ini menunjukkan proses lanjutan dalam rantai transport elektron (ETC) yang melibatkan cytochrome b sebagai komponen kunci dalam proses transfer elektron dan pemompaan proton (H⁺) dalam mitokondria.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Cytochrome b (Cyt b)

➡️ Cytochrome b adalah salah satu komponen dalam kompleks III (cytochrome c reductase) dalam rantai transport elektron.

• Cytochrome b berperan dalam mentransfer elektron dari ubiquinol (QH₂) yang dihasilkan dari kompleks I dan kompleks II, menuju cytochrome c.

• Elektron yang dibawa oleh ubiquinol dipindahkan melalui cytochrome b dan diteruskan ke cytochrome c, yang merupakan pembawa elektron penting yang akan membawa elektron ke kompleks IV dalam rantai transport elektron.

• Cytochrome b mengandung atom besi yang terlibat dalam reaksi redoks dan berfungsi untuk menyediakan energi yang diperlukan untuk pemompaan proton.

2. nH⁺ (Proton) Pumping

➡️ Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria melalui kompleks III selama proses transfer elektron.

• Cytochrome b berfungsi sebagai bagian dari mekanisme untuk pemompaan proton keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, meningkatkan konsentrasi proton di ruang antar membran.

• Pemompaan proton ini menciptakan gradien proton yang digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP melalui fosforilasi oksidatif.

• Gradien proton ini menjadi sumber energi yang sangat penting dalam proses respirasi aerobik.

3. Electron Transfer

➡️ Cytochrome b mentransfer elektron dari ubiquinol (QH₂) ke cytochrome c.

• Elektron yang dibawa oleh ubiquinol bergerak melalui cytochrome b, yang membantu dalam pembentukan energi yang digunakan untuk memompa proton.

• Pemindahan elektron ini melibatkan perubahan keadaan redoks pada atom besi dalam cytochrome b, yang memungkinkan elektron ditransfer ke bagian berikutnya dalam rantai transport elektron.

🔍 Fungsi Cytochrome b dalam Rantai Transport Elektron

1. Cytochrome b mentransfer elektron dari ubiquinol (QH₂) ke cytochrome c dalam kompleks III.

2. Cytochrome b berperan dalam memompa proton (H⁺) ke ruang antar membran mitokondria.

3. Energi yang dihasilkan selama pemindahan elektron dan pemompaan proton digunakan untuk menghasilkan ATP.

✅ Kesimpulan

1. Cytochrome b adalah komponen penting dalam kompleks III rantai transport elektron, yang berfungsi untuk memindahkan elektron dan memompa proton.

2. Cytochrome b mentransfer elektron dari ubiquinol ke cytochrome c, yang kemudian melanjutkan proses transport elektron ke kompleks IV.

3. Proses pemompaan proton oleh cytochrome b berkontribusi pada pembentukan gradien proton, yang digunakan untuk sintesis ATP melalui ATP synthase.

Dengan demikian, cytochrome b memainkan peran kunci dalam produksi energi seluler melalui fosforilasi oksidatif dalam rantai transport elektron.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Iron-Sulfur Complex" (Rantai Transport Elektron dan Kompleks Besi-Sulfur). Gambar ini menunjukkan kompleks Fe-S (Besi-Sulfur), yang merupakan komponen penting dalam rantai transport elektron di mitokondria, berperan dalam pemindahan elektron dan pemompaan proton (H⁺).

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Fe-S Complex (Kompleks Fe-S)

➡️ Kompleks Fe-S (Besi-Sulfur) adalah komponen kunci dalam kompleks I dan kompleks II dalam rantai transport elektron.

• Kompleks Fe-S mengandung atom besi yang berperan dalam mentransfer elektron melalui reaksi redoks.

• Dalam gambar ini, Fe-S complex mentransfer elektron dari FMN (Flavin Mononucleotide) yang tereduksi di kompleks I ke ubiquinone (Q).

• Fe-S complex sangat penting dalam menghubungkan kompleks I dan kompleks III dalam rantai transport elektron.

2. Pemompaan Proton (nH⁺)

➡️ Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria selama proses transfer elektron di rantai transport elektron.

• Elektron yang dipindahkan oleh Fe-S complex ke ubiquinone (Q) mengarah pada pemompaan proton ke ruang antar membran.

• Pemompaan proton ini menciptakan gradien proton, yang kemudian digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP melalui fosforilasi oksidatif.

• Gradien proton sangat penting karena memungkinkan ATP synthase menghasilkan ATP dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh pemompaan proton tersebut.

3. nH⁺ (Proton)

➡️ nH⁺ menunjukkan pemompaan proton (H⁺) keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran.

• Setiap langkah dalam transfer elektron dari FMN ke Fe-S complex, dan akhirnya ke koenzim Q, menyebabkan energi dilepaskan yang digunakan untuk memompa proton.

• Gradien proton ini adalah kunci bagi fosforilasi oksidatif, di mana ATP dihasilkan ketika proton kembali ke matriks mitokondria melalui ATP synthase.

🔍 Fungsi Kompleks Fe-S dalam Rantai Transport Elektron

1. Kompleks Fe-S berfungsi sebagai pembawa elektron, menghubungkan kompleks I dan kompleks II dengan ubiquinone (Q) dalam rantai transport elektron.

2. Elektron yang ditransfer oleh kompleks Fe-S digunakan untuk memompa proton (H⁺) keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, meningkatkan gradien proton.

3. Gradien proton yang terbentuk digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

✅ Kesimpulan

1. Kompleks Fe-S (Besi-Sulfur) adalah bagian dari kompleks I dan kompleks II dalam rantai transport elektron, yang berfungsi untuk mentransfer elektron.

2. Pemindahan elektron oleh Fe-S complex digunakan untuk memompa proton (H⁺) ke ruang antar membran, yang menciptakan gradien proton yang diperlukan untuk sintesis ATP.

3. Gradien proton yang terbentuk melalui pemompaan proton digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel.

Dengan demikian, kompleks Fe-S memainkan peran vital dalam produksi energi seluler melalui rantai transport elektron dan fosforilasi oksidatif dalam mitokondria.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Cytochrome c1 Function" (Rantai Transport Elektron dan Fungsi Cytochrome c1). Gambar ini menunjukkan peran cytochrome c1 dalam proses transfer elektron dan pemompaan proton dalam rantai transport elektron di mitokondria.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Cytochrome c1 (Cyt c1)

➡️ Cytochrome c1 adalah bagian dari kompleks III dalam rantai transport elektron mitokondria.

• Cytochrome c1 mentransfer elektron dari kompleks III (cytochrome c reductase) ke cytochrome c, yang kemudian akan membawa elektron ke kompleks IV (cytochrome c oxidase).

• Cytochrome c1 mengandung atom besi yang terlibat dalam reaksi redoks, memungkinkan pemindahan elektron dengan efisiensi yang tinggi dalam rantai transport elektron.

2. Pemompaan Proton (nH⁺)

➡️ Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria selama proses transfer elektron dalam rantai transport elektron.

• Cytochrome c1 berperan dalam pemompaan proton dari matriks mitokondria ke ruang antar membran melalui kompleks III.

• Proses pemompaan proton ini penting untuk menciptakan gradien proton yang digunakan untuk menghasilkan ATP melalui ATP synthase.

3. nH⁺ (Proton)

➡️ nH⁺ menunjukkan pemompaan proton (H⁺) ke ruang antar membran mitokondria.

• Pemompaan proton ini terjadi ketika elektron berpindah dari cytochrome c1 ke cytochrome c dan sepanjang proses transfer elektron lainnya.

• Gradien proton yang terbentuk sangat penting untuk menciptakan potensial proton, yang digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

🔍 Fungsi Cytochrome c1 dalam Rantai Transport Elektron

1. Cytochrome c1 mentransfer elektron dari kompleks III ke cytochrome c dalam rantai transport elektron.

2. Cytochrome c1 berperan dalam memompa proton (H⁺) ke ruang antar membran mitokondria, berkontribusi pada pembentukan gradien proton.

3. Gradien proton yang terbentuk digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP, yang penting untuk energi seluler.

✅ Kesimpulan

1. Cytochrome c1 adalah bagian dari kompleks III dan berperan dalam transfer elektron menuju cytochrome c.

2. Cytochrome c1 juga berkontribusi pada pemompaan proton ke ruang antar membran, yang penting untuk pembentukan gradien proton.

3. Gradien proton ini digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP, yang diperlukan untuk energi sel.

Dengan demikian, cytochrome c1 memainkan peran krusial dalam produksi energi melalui fosforilasi oksidatif dalam rantai transport elektron mitokondria.

Judul pada slide ini adalah "Electron Transport Chain and Proton Pumping" (Rantai Transport Elektron dan Pemompaan Proton). Gambar ini menunjukkan bagaimana proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria dan berperan dalam membentuk gradien proton, yang penting untuk sintesis ATP selama fosforilasi oksidatif.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Pemompaan Proton (nH⁺)

➡️ Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria selama proses rantai transport elektron.

• Selama pemindahan elektron melalui kompleks I, kompleks III, dan kompleks IV, energi yang dihasilkan digunakan untuk memompa proton ke ruang antar membran.

• Pemompaan proton ini meningkatkan konsentrasi proton di ruang antar membran, menciptakan gradien proton yang sangat penting untuk menghasilkan ATP melalui ATP synthase.

2. Gradien Proton

➡️ Gradien proton adalah perbedaan konsentrasi proton antara matriks mitokondria dan ruang antar membran.

• Gradien ini menciptakan potensial elektrostatik, yang memberikan energi untuk ATP synthase.

• ATP synthase memanfaatkan energi dari aliran proton kembali ke matriks mitokondria untuk menggabungkan ADP dan fosfat menjadi ATP.

3. Pemompaan Proton dan ATP Sintesis

➡️ Proses pemompaan proton oleh kompleks protein dalam rantai transport elektron memungkinkan sintesis ATP.

• Ketika proton kembali ke matriks mitokondria melalui ATP synthase, energi dari aliran proton digunakan untuk menghasilkan ATP.

• ATP adalah molekul yang membawa energi kimia yang diperlukan untuk berbagai aktivitas seluler, dan pemompaan proton adalah kunci untuk menyediakan energi ini.

🔍 Fungsi Pemompaan Proton dalam Rantai Transport Elektron

1. Pemompaan proton ke ruang antar membran meningkatkan konsentrasi proton di ruang tersebut, yang menciptakan gradien proton.

2. Gradien proton ini digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP, yang penting untuk energi seluler.

3. ATP synthase menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif, yang memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh pemompaan proton.

✅ Kesimpulan

1. Proton (H⁺) dipompa ke ruang antar membran mitokondria selama proses transfer elektron dalam rantai transport elektron.

2. Gradien proton yang terbentuk melalui pemompaan proton digunakan oleh ATP synthase untuk menghasilkan ATP.

3. Pemompaan proton ini merupakan bagian dari fosforilasi oksidatif, yang menghasilkan ATP, sumber utama energi bagi sel.

Dengan demikian, proses pemompaan proton dalam rantai transport elektron adalah langkah penting dalam produksi energi sel melalui sintesis ATP dalam mitokondria.

Judul pada slide ini adalah "Cellular Respiration Overview" (Ikhtisar Respirasi Sel). Gambar ini memberikan gambaran umum mengenai proses respirasi seluler, yang merupakan cara sel memperoleh energi dengan mengoksidasi glukosa dan mengubahnya menjadi ATP yang digunakan untuk berbagai proses dalam tubuh.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap poin pada slide ini:

1. Controlled release of energy from organic molecules (most often glucose)

➡️ Pelepasan energi yang terkontrol dari molekul organik (biasanya glukosa):

• Proses respirasi sel dimulai dengan pemecahan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang merupakan molekul organik utama yang digunakan sel untuk menghasilkan energi.

• Energi dalam glukosa dilepaskan secara bertahap dalam serangkaian langkah yang dikendalikan, agar tidak merusak sel dan untuk memaksimalkan produksi energi dalam bentuk ATP.

• Glukosa dipecah dalam glykogenesis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

2. Glucose is oxidized (loses e−) & oxygen is reduced (gains e−)

➡️ Glukosa teroksidasi (kehilangan elektron) & oksigen tereduksi (mendapatkan elektron):

• Oksidasi glukosa berarti bahwa glukosa kehilangan elektron dalam proses pemecahan. Proses ini terjadi melalui glykogenesis dan siklus Krebs.

• Oksigen yang diambil oleh sel dari darah adalah oksigen yang tereduksi. Oksigen ini menerima elektron yang dipindahkan sepanjang rantai transport elektron dan akhirnya mengikat dengan proton (H⁺) untuk membentuk air (H₂O).

3. The carbon atoms of glucose (C₆H₁₂O₆) are released as CO₂

➡️ Atom karbon dari glukosa (C₆H₁₂O₆) dilepaskan sebagai CO₂:

• Dalam siklus Krebs, atom karbon dari glukosa dipisahkan dan dilepaskan sebagai karbon dioksida (CO₂).

• Proses ini terjadi setelah glukosa diubah menjadi asam piruvat melalui glikolisis dan kemudian masuk ke dalam mitokondria untuk diteruskan ke siklus Krebs, di mana CO₂ dihasilkan sebagai produk sampingan.

4. Generates ATP

➡️ Menghasilkan ATP:

• Salah satu hasil utama dari respirasi sel adalah produksi ATP, yang merupakan sumber energi utama bagi sel.

• ATP dihasilkan melalui beberapa tahap, yaitu: glikolisis (di sitoplasma), siklus Krebs (di mitokondria), dan rantai transport elektron (di membran dalam mitokondria).

• ATP digunakan untuk mendukung berbagai proses vital dalam tubuh, termasuk pergerakan sel, sintesis molekul, dan fungsi metabolik lainnya.

5. The energy in one glucose molecule may be used to produce 36 ATP

➡️ Energi dari satu molekul glukosa dapat digunakan untuk menghasilkan 36 ATP:

• Satu molekul glukosa dapat menghasilkan hingga 36 molekul ATP (dalam kondisi ideal) melalui rangkaian proses respirasi sel, yang mencakup glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron.

• Jumlah ATP yang dihasilkan bergantung pada efisiensi proses-proses ini, dan nilai ini bisa bervariasi tergantung pada kondisi sel.

6. Involves a series of 3 reactions --- Glycolysis, Krebs Cycle, & Electron Transport Chain

➡️ Melibatkan serangkaian 3 reaksi - Glikolisis, Siklus Krebs, & Rantai Transport Elektron:

• Glikolisis: Proses pertama di sitoplasma yang mengubah glukosa menjadi asam piruvat, menghasilkan sedikit ATP dan NADH.

• Siklus Krebs: Proses kedua di matriks mitokondria yang mengoksidasi asam piruvat menjadi CO₂ dan menghasilkan NADH, FADH₂, serta sedikit ATP.

• Rantai transport elektron: Proses terakhir di membran dalam mitokondria yang menggunakan NADH dan FADH₂ untuk menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

✅ Kesimpulan

1. Respirasi seluler adalah proses yang mengubah glukosa menjadi ATP yang digunakan oleh sel untuk aktivitas energi.

2. Glukosa teroksidasi, menghasilkan CO₂ sebagai limbah, dan oksigen tereduksi membentuk air.

3. ATP yang dihasilkan digunakan untuk mendukung berbagai aktivitas sel.

4. Proses respirasi sel melibatkan tiga tahap utama: glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron, yang menghasilkan ATP dari glukosa.

Dengan demikian, respirasi sel memungkinkan sel untuk memperoleh energi yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi kehidupan melalui konversi energi kimia dalam glukosa menjadi bentuk yang dapat digunakan sel, yaitu ATP.

Judul pada slide ini adalah "Glycolysis: Occurs in the cytoplasm" (Glikolisis: Terjadi di sitoplasma). Gambar ini memberikan ikhtisar langkah-langkah utama dalam glikolisis, tahap pertama dalam respirasi sel yang terjadi di sitoplasma. Glikolisis berperan dalam pemecahan glukosa (C₆H₁₂O₆) menjadi asam piruvat (C₃H₄O₃), menghasilkan sedikit ATP dan NADH yang digunakan dalam proses-proses seluler lainnya.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian pada slide ini:

1. 2 ATP added to glucose (6C) to energize it

➡️ 2 ATP ditambahkan ke glukosa (6C) untuk memberinya energi:

• Proses glikolisis dimulai dengan penambahan 2 ATP ke glukosa (C₆H₁₂O₆), yang merupakan molekul berkarbon 6 (6C).

• Penambahan ATP ini bertujuan untuk mengaktifkan glukosa, membuatnya lebih mudah terpecah dalam langkah-langkah berikutnya.

• Reaksi ini disebut sebagai fase investasi energi.

2. Glucose split to 2 PGAL (3C). (PGAL = phosphoglyceraldehyde)

➡️ Glukosa terbelah menjadi 2 PGAL (3C):

• Setelah energi diberikan, glukosa (6C) dipecah menjadi dua molekul PGAL (phosphoglyceraldehyde), masing-masing terdiri dari 3 atom karbon (3C).

• Proses ini disebut pemisahan glukosa dan merupakan langkah penting dalam mempersiapkan molekul glukosa untuk pemrosesan lebih lanjut dalam glikolisis.

3. H⁺ and e⁻ (e⁻ = electron) taken from each PGAL & given to make 2 NADH

➡️ Ion H⁺ dan elektron (e⁻) diambil dari setiap PGAL dan diberikan untuk membuat 2 NADH:

• Setiap molekul PGAL kehilangan elektron (e⁻) dan ion hidrogen (H⁺) selama proses glikolisis.

• Elektron dan ion hidrogen ini diterima oleh NAD⁺ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), mengubahnya menjadi NADH, yang berfungsi sebagai pembawa energi yang akan digunakan dalam proses selanjutnya.

• Proses ini juga menghasilkan 2 molekul NADH.

4. NADH is energy and e⁻ carrier

➡️ NADH adalah pembawa energi dan elektron:

• NADH yang dihasilkan dalam tahap ini berfungsi untuk membawa elektron dan energi yang akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP yang lebih banyak.

• NADH bertindak sebagai pembawa energi yang penting dalam respirasi sel.

5. Each PGAL rearranged into pyruvate (3C), with energy transferred to make 4 ATP (substrate phosphorylation)

➡️ Setiap PGAL diubah menjadi piruvat (3C), dengan energi yang dipindahkan untuk membuat 4 ATP (fosforilasi substrat):

• Kedua molekul PGAL yang dihasilkan sebelumnya diubah menjadi piruvat (C₃H₄O₃), yang merupakan molekul akhir dari glikolisis.

• Proses ini juga menghasilkan 4 ATP melalui fosforilasi substrat, yaitu proses pengikatan fosfat ke ADP untuk membentuk ATP.

6. Although glycolysis makes 4 ATP, the net ATP production by this step is 2 ATP (because 2 ATP were used to start glycolysis). The 2 net ATP are available for cell use.

➡️ Meskipun glikolisis menghasilkan 4 ATP, produksi ATP bersih dari langkah ini adalah 2 ATP (karena 2 ATP digunakan untuk memulai glikolisis). 2 ATP bersih tersedia untuk digunakan sel.:

• Glikolisis menghasilkan 4 ATP, namun 2 ATP pertama digunakan untuk memulai proses. Oleh karena itu, produksi ATP bersih dari glikolisis adalah 2 ATP.

• ATP bersih ini digunakan oleh sel untuk berbagai proses metabolik lainnya.

7. If oxygen is available to cell, the pyruvate will move into the mitochondria & aerobic respiration will begin

➡️ Jika oksigen tersedia untuk sel, piruvat akan bergerak ke mitokondria dan respirasi aerobik akan dimulai:

• Jika oksigen (O₂) tersedia, piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan dipindahkan ke mitokondria, tempat di mana respirasi aerobik berlangsung.

• Di mitokondria, piruvat akan diproses lebih lanjut dalam siklus Krebs dan rantai transport elektron, menghasilkan lebih banyak ATP.

✅ Kesimpulan

1. Glikolisis adalah tahap pertama dari respirasi sel yang terjadi di sitoplasma dan menghasilkan sedikit ATP, NADH, dan piruvat.

2. 2 ATP digunakan untuk mengaktifkan glukosa, dan proses ini menghasilkan 2 ATP bersih yang digunakan oleh sel.

3. Proses glikolisis melibatkan pemisahan glukosa menjadi dua PGAL, yang kemudian diubah menjadi piruvat dengan produksi ATP dan NADH.

4. Jika ada oksigen, piruvat akan masuk ke mitokondria dan melanjutkan proses dalam respirasi aerobik.

Dengan demikian, glikolisis adalah langkah penting dalam menghasilkan energi untuk sel, yang melibatkan pemecahan glukosa menjadi piruvat dan menghasilkan ATP serta NADH.

Judul pada slide ini adalah "Glycolysis Overview" (Ikhtisar Glikolisis). Gambar ini memberikan gambaran langkah demi langkah dari glikolisis, yang terjadi di sitoplasma. Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa (C₆H₁₂O₆) menjadi piruvat (C₃H₄O₃) dengan menghasilkan ATP dan NADH. Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dalam gambar ini:

1. Glucose (Glukosa)

➡️ Glukosa (C₆H₁₂O₆) adalah molekul yang digunakan sebagai bahan bakar dalam glikolisis.

• Glukosa memasuki sitoplasma sel setelah berdifusi dari darah.

• Glukosa mengandung 6 atom karbon (C), dan melalui proses ini akan dibagi menjadi dua molekul 3 karbon (C₃) yang disebut piruvat.

2. 2 ATP add 2 phosphate groups to the glucose, energizing it

➡️ 2 ATP ditambahkan untuk memberi dua gugus fosfat pada glukosa, mengenergikannya:

• 2 ATP digunakan untuk menambahkan dua gugus fosfat ke glukosa, yang meningkatkan energi glukosa dan mempersiapkannya untuk pemecahan lebih lanjut.

• Proses ini disebut sebagai fase investasi energi, karena ATP digunakan untuk memulai reaksi.

3. The energized glucose splits apart, creating 2 PGAL molecules

➡️ Glukosa yang terenergi terbelah, membentuk 2 molekul PGAL:

• Setelah glukosa terenergi, molekul glukosa terpecah menjadi dua molekul PGAL (phosphoglyceraldehyde), masing-masing terdiri dari 3 atom karbon (C₃).

• Proses ini mengurangi jumlah karbon menjadi setengah dari jumlah karbon dalam glukosa, dan molekul-molekul PGAL ini akan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan ATP.

4. Each 3C molecule now has a second phosphate group added to it

➡️ Setiap molekul 3C sekarang memiliki gugus fosfat kedua ditambahkan padanya:

• Molekul PGAL, yang sebelumnya sudah mengandung satu gugus fosfat, sekarang menerima gugus fosfat kedua pada setiap molekul.

• Dengan menambahkan fosfat kedua, molekul PGAL siap untuk mengalami reaksi redoks dan menghasilkan energi.

5. High energy electrons & hydrogen atoms removed from 3C & used to create NADH

➡️ Elektron berenergi tinggi dan atom hidrogen diambil dari 3C dan digunakan untuk membentuk NADH:

• Elektron dan atom hidrogen dilepaskan dari masing-masing molekul PGAL dan digunakan untuk mereduksi NAD⁺ menjadi NADH.

• NADH adalah pembawa elektron yang penting untuk rantai transport elektron dan untuk menghasilkan lebih banyak ATP di tahap selanjutnya dari respirasi sel.

6. High energy phosphates removed from 3C & used to make ATP

➡️ Fosfat berenergi tinggi diambil dari 3C dan digunakan untuk membuat ATP:

• Molekul PGAL kehilangan fosfat berenergi tinggi, yang digunakan untuk menghasilkan ATP melalui fosforilasi substrat.

• Setiap molekul PGAL menghasilkan 2 ATP, dengan total 4 ATP untuk kedua molekul PGAL yang terlibat dalam glikolisis.

7. Glycolysis makes 2 net ATP for use by the cell

➡️ Glikolisis menghasilkan 2 ATP bersih yang dapat digunakan oleh sel:

• Meskipun 4 ATP diproduksi, 2 ATP digunakan untuk memulai reaksi, sehingga 2 ATP bersih yang dihasilkan dalam glikolisis dapat digunakan oleh sel untuk energi.

• ATP bersih ini digunakan untuk mendukung berbagai aktivitas metabolik dan proses seluler lainnya.

8. 2 Pyruvates (2 Piruvat)

➡️ 2 piruvat adalah produk akhir dari glikolisis:

• 2 molekul piruvat (C₃H₄O₃) dihasilkan dari satu molekul glukosa.

• Jika oksigen tersedia, piruvat ini akan dipindahkan ke mitokondria untuk melanjutkan proses respirasi aerobik melalui siklus Krebs dan rantai transport elektron.

✅ Kesimpulan

1. Glikolisis adalah tahap pertama dalam respirasi sel yang terjadi di sitoplasma dan mengubah glukosa menjadi piruvat, menghasilkan sedikit ATP dan NADH.

2. ATP digunakan dalam fase investasi energi untuk mempersiapkan glukosa, dan ATP juga dihasilkan melalui fosforilasi substrat.

3. Glikolisis menghasilkan 2 ATP bersih yang digunakan oleh sel untuk energi.

4. Jika oksigen tersedia, produk akhir piruvat akan diproses lebih lanjut dalam mitokondria untuk menghasilkan lebih banyak ATP melalui respirasi aerobik.

Dengan demikian, glikolisis memungkinkan sel untuk mendapatkan energi dari glukosa dan mempersiapkan produk untuk langkah selanjutnya dalam respirasi sel.

Judul pada slide ini adalah "Glycolysis" (Glikolisis). Gambar ini memberikan visualisasi yang jelas mengenai langkah-langkah utama dalam glikolisis, yang menggambarkan bagaimana glukosa dipecah menjadi piruvat dengan menghasilkan ATP dan NADH.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian pada slide ini:

1. Glucose (Glukosa)

➡️ Glukosa (C₆H₁₂O₆) adalah molekul yang digunakan dalam glikolisis, yang terdiri dari enam atom karbon.

• Glukosa masuk ke dalam sel dan menjadi substrat utama dalam glikolisis.

• Di dalam gambar, glukosa digambarkan sebagai bola berwarna kuning, mewakili molekul glukosa yang terdiri dari enam atom karbon.

2. ATP added to glucose

➡️ ATP ditambahkan ke glukosa:

• 2 ATP ditambahkan ke glukosa untuk memberikan energi dan mempersiapkannya untuk pemecahan.

• Penambahan ATP ini dikenal sebagai fase investasi energi dari glikolisis.

• Energi dari ATP digunakan untuk mengaktifkan glukosa dan mengubahnya menjadi bentuk yang lebih reaktif.

3. Glucose splits to 2 PGAL molecules

➡️ Glukosa terbelah menjadi 2 molekul PGAL (Phosphoglyceraldehyde):

• Glukosa yang sudah terenergi dibelah menjadi dua molekul PGAL, yang masing-masing terdiri dari tiga atom karbon (C₃).

• PGAL adalah molekul yang lebih kecil dan akan diproses lebih lanjut dalam tahap berikutnya dari glikolisis.

4. Each PGAL rearranged into pyruvic acid

➡️ Setiap PGAL diubah menjadi asam piruvat:

• Setiap molekul PGAL mengalami perubahan kimia (dikenal sebagai rearrangement) dan diubah menjadi asam piruvat (C₃H₄O₃).

• Reaksi ini mengubah dua molekul PGAL menjadi dua molekul piruvat, yang merupakan produk akhir dari glikolisis.

5. NADH and ATP Production

➡️ NADH dan ATP diproduksi:

• Selama proses ini, NAD⁺ mendapatkan elektron (e⁻) dan proton (H⁺) dari PGAL, membentuk NADH, yang bertindak sebagai pembawa energi.

• Selain itu, ATP juga diproduksi melalui fosforilasi substrat, di mana fosfat diambil dari PGAL dan ditambahkan ke ADP untuk menghasilkan ATP.

6. Net ATP production

➡️ Produksi ATP bersih:

• Glikolisis menghasilkan total 4 ATP, namun karena 2 ATP digunakan pada awal reaksi, maka 2 ATP bersih yang tersedia untuk digunakan oleh sel.

• ATP bersih ini digunakan untuk mendukung berbagai aktivitas seluler yang memerlukan energi.

7. End product: Pyruvic Acid

➡️ Produk akhir: Asam Piruvat:

• Setelah proses glikolisis selesai, dua molekul asam piruvat (C₃H₄O₃) dihasilkan dari satu molekul glukosa.

• Piruvat ini selanjutnya akan diproses lebih lanjut dalam siklus Krebs di mitokondria, jika oksigen tersedia, atau akan mengalami fermentasi jika oksigen tidak tersedia.

✅ Kesimpulan

1. Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa yang menghasilkan 2 piruvat, 2 ATP bersih, dan 2 NADH.

2. ATP digunakan pada tahap awal untuk mengaktifkan glukosa, dan ATP dihasilkan pada tahap akhir melalui fosforilasi substrat.

3. NADH yang dihasilkan akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP jika oksigen tersedia.

4. Produk akhir glikolisis adalah piruvat, yang akan diproses lebih lanjut dalam respirasi aerobik atau fermentasi tergantung pada ketersediaan oksigen.

Dengan demikian, glikolisis adalah tahap awal dalam proses respirasi sel yang memungkinkan sel untuk menghasilkan energi dengan memecah glukosa menjadi piruvat, sambil menghasilkan sedikit ATP dan NADH untuk digunakan dalam proses seluler lainnya.

Net Yield from Glycolysis

1. Makna umum slide
   Slide ini menjelaskan hasil bersih (net yield) yang diperoleh dari satu siklus glikolisis, yaitu proses pemecahan satu molekul glukosa (C₆H₁₂O₆) menjadi dua molekul piruvat (C₃H₄O₃). Glikolisis terjadi di sitoplasma sel dan merupakan tahap awal respirasi sel, baik pada kondisi aerobik (dengan oksigen) maupun anaerobik (tanpa oksigen).

2. 4 NADH₂ (NADH + H⁺)
   Selama glikolisis, empat atom hidrogen (H) dipindahkan dari substrat (gliseraldehida-3-fosfat) ke NAD⁺, menghasilkan 2 molekul NADH per molekul glukosa, tetapi karena dua molekul gliseraldehida-3-fosfat terbentuk, totalnya menjadi 4 NADH₂ (atau 2 NADH per glukosa).
   NADH ini berfungsi sebagai pembawa elektron berenergi tinggi, yang akan digunakan pada rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP lebih lanjut (jika oksigen tersedia).

3. 2 CO₂ (karbon dioksida)
   Meskipun pada glikolisis murni belum ada pelepasan CO₂, penulis slide tampaknya mengaitkannya dengan tahap dekarboksilasi piruvat (transisi menuju siklus Krebs). Dalam konteks luas respirasi sel, setiap molekul glukosa menghasilkan dua molekul CO₂ pada tahap konversi piruvat menjadi asetil-KoA. Jadi, angka 2 CO₂ ini mengacu pada keseluruhan transisi dari glikolisis ke respirasi aerobik, bukan pada reaksi glikolisis itu sendiri.

4. 4 ATP (2 used to start reaction)
   Secara total, glikolisis menghasilkan 4 ATP, tetapi 2 ATP digunakan dalam tahap awal (fase investasi energi) untuk memfosforilasi glukosa dan fruktosa-6-fosfat.
   Oleh karena itu, hasil bersih glikolisis adalah 2 ATP.
   Dua molekul ATP inilah yang menjadi energi cepat bagi sel, terutama pada kondisi tanpa oksigen.

5. Bagian teks biru (anaerobic condition)
   Kalimat “If no oxygen is available to the cell (anaerobic)...” menjelaskan bahwa jika oksigen tidak tersedia, piruvat tidak dapat memasuki mitokondria untuk dioksidasi lebih lanjut. Sebaliknya, piruvat akan mengalami fermentasi — yaitu proses pengubahan piruvat menjadi produk lain seperti:

   • Etanol + CO₂ pada sel ragi (yeast)

   • Asam laktat (lactic acid) pada sel otot manusia
     Dalam proses ini, NADH₂ akan dioksidasi kembali menjadi NAD⁺, menjaga agar reaksi glikolisis tetap dapat berlangsung karena NAD⁺ dibutuhkan pada tahap oksidasi gliseraldehida-3-fosfat.

6. Makna kalimat merah: “This keeps glycolysis going!”
   Frasa ini menegaskan pentingnya daur ulang NAD⁺ dalam kondisi anaerob. Tanpa regenerasi NAD⁺ dari NADH, glikolisis akan berhenti karena koenzim ini diperlukan untuk menerima elektron pada tahap oksidasi substrat. Dengan demikian, fermentasi bukan bertujuan utama menghasilkan energi, tetapi menjaga keberlangsungan glikolisis agar sel tetap memperoleh minimal 2 ATP untuk bertahan hidup.

Penjelasan tambahan (anotasi ilmiah terkini):

• Dalam kondisi aerobik, NADH₂ akan dioksidasi melalui rantai transpor elektron di mitokondria, menghasilkan total ~30–32 ATP per glukosa.

• Dalam kondisi anaerobik, tidak ada oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, sehingga hanya 2 ATP dari glikolisis yang tersedia.

• Dengan demikian, glikolisis berfungsi sebagai jalur metabolik universal, karena dapat bekerja dalam kedua kondisi — aerob maupun anaerob — menjadikannya fondasi utama metabolisme energi.

Judul pada slide ini adalah "Fermentation Overview" (Ikhtisar Fermentasi). Gambar ini memperlihatkan dua jenis fermentasi yang terjadi setelah glikolisis: fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat. Kedua jenis fermentasi ini terjadi dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen) dan memungkinkan sel untuk menghasilkan energi meskipun oksigen tidak tersedia.

Berikut adalah penjelasan mendetail untuk setiap bagian dari gambar ini:

Fermentasi Alkohol (Alcoholic Fermentation)

1. Glukosa

   • Fermentasi alkohol dimulai dengan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang melalui glikolisis diubah menjadi dua molekul piruvat (C₃H₄O₃).

   • Glukosa disuplai ke sel dan digunakan sebagai sumber energi utama.

2. Glikolisis

   • Selama glikolisis, ATP dan NADH dihasilkan.

   • NADH mengumpulkan elektron dari glukosa, yang digunakan dalam tahap berikutnya.

3. Piruvat menjadi Etanol

   • Setelah glikolisis, piruvat diubah menjadi etanol melalui dua langkah dalam fermentasi alkohol:

     • Dekarboksilasi piruvat: Piruvat melepaskan satu atom karbon dalam bentuk CO₂, membentuk asetaldehida (senyawa 2 karbon).

     • Reduksi asetaldehida: Asetaldehida menerima elektron dan proton (H⁺) dari NADH, menghasilkan etanol (alkohol) dan mengembalikan NAD⁺ untuk digunakan dalam glikolisis.

4. Produk Akhir: Etanol dan CO₂

   • Produk akhir dari fermentasi alkohol adalah etanol dan karbon dioksida (CO₂).

   • CO₂ menyebabkan pembentukan gelembung dalam produk fermentasi seperti bir dan roti.

Fermentasi Asam Laktat (Lactic Acid Fermentation)

1. Glukosa

   • Seperti pada fermentasi alkohol, glukosa (C₆H₁₂O₆) dipecah menjadi piruvat melalui glikolisis.

2. Glikolisis

   • Selama glikolisis, ATP dan NADH diproduksi.

   • NADH digunakan untuk mengurangi piruvat dalam tahap selanjutnya.

3. Piruvat menjadi Asam Laktat

   • Pada fermentasi asam laktat, piruvat yang dihasilkan dari glikolisis mendapatkan elektron dari NADH untuk menjadi asam laktat (C₃H₆O₃).

   • Proses ini mengembalikan NAD⁺ untuk digunakan kembali dalam glikolisis.

4. Produk Akhir: Asam Laktat

   • Produk akhir dari fermentasi asam laktat adalah asam laktat, yang dapat menumpuk di dalam sel otot saat oksigen tidak cukup tersedia, menyebabkan kelelahan otot.

Perbandingan Antara Fermentasi Alkohol dan Fermentasi Asam Laktat

1. Fermentasi Alkohol

   • Produk akhir: Etil alkohol (etanol) dan CO₂.

   • Terjadi pada ragi dan beberapa mikroorganisme.

   • Menghasilkan etanol dan CO₂, yang berguna dalam pembuatan roti dan alkohol.

2. Fermentasi Asam Laktat

   • Produk akhir: Asam laktat.

   • Terjadi pada sel otot manusia, serta beberapa bakteri.

   • Asam laktat adalah hasil sampingan dari metabolisme anaerobik yang dapat menyebabkan penurunan pH otot dan kelelahan.

Kesimpulan

1. Fermentasi adalah proses anaerobik yang memungkinkan sel menghasilkan ATP meskipun tanpa oksigen.

2. Fermentasi alkohol menghasilkan etanol dan CO₂, sedangkan fermentasi asam laktat menghasilkan asam laktat.

3. Kedua jenis fermentasi ini membantu untuk regenerasi NAD⁺, memungkinkan glikolisis untuk terus menghasilkan ATP.

4. Fermentasi digunakan oleh sel ketika oksigen tidak tersedia, tetapi proses ini tidak menghasilkan energi sebanyak respirasi aerobik.

Fermentasi adalah adaptasi metabolik penting bagi sel-sel yang beroperasi dalam kondisi kekurangan oksigen.

Judul pada slide ini adalah "Fermentation Overview: Lactic Acid and Alcohol Fermentation" (Ikhtisar Fermentasi: Fermentasi Asam Laktat dan Alkohol). Gambar ini menjelaskan proses fermentasi yang terjadi setelah glikolisis, dengan dua jalur utama: fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol. Kedua jenis fermentasi ini terjadi dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen), memungkinkan sel untuk tetap menghasilkan energi (ATP) meskipun oksigen tidak tersedia.

Glikolisis (Glycolysis)

1. Glukosa (C₆H₁₂O₆), yang merupakan sumber utama energi, mengalami glikolisis untuk menghasilkan dua molekul piruvat (C₃H₄O₃).

2. Dalam proses ini, 2 ATP digunakan untuk memulai reaksi, namun 4 ATP dihasilkan, menghasilkan 2 ATP neto untuk sel.

3. 2 NAD⁺ juga berfungsi sebagai penerima elektron yang membentuk 2 NADH, yang akan digunakan dalam langkah selanjutnya.

Pilihan Jalur Fermentasi

Setelah glikolisis, ada dua kemungkinan jalur untuk piruvat:

1. Fermentasi Asam Laktat (Lactic Acid Fermentation).

2. Fermentasi Alkohol (Alcohol Fermentation).

(a) Fermentasi Asam Laktat (Lactic Acid Fermentation)

1. Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis mengalami reduksi (penambahan elektron) dengan bantuan NADH.

   • NADH memberikan elektron dan proton (H⁺) untuk mengubah piruvat menjadi asam laktat (lactate).

2. Regenerasi NAD⁺

   • Selama proses ini, NAD⁺ dihasilkan kembali, yang memungkinkan glikolisis untuk terus berlangsung, menghasilkan lebih banyak ATP.

3. Produk Akhir: Asam Laktat

   • Produk akhir dari fermentasi asam laktat adalah asam laktat, yang dapat menumpuk di dalam sel otot pada kondisi anaerobik (misalnya saat olahraga berat), menyebabkan kelelahan otot.

(b) Fermentasi Alkohol (Alcohol Fermentation)

1. Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis diubah dalam dua langkah:

   • Dekarboksilasi piruvat: Piruvat mengeluarkan CO₂ (karbon dioksida), membentuk asetaldehida (senyawa dua karbon).

2. Reduksi Asetaldehida:

   • Asetaldehida menerima elektron dan proton (H⁺) dari NADH, mengubahnya menjadi etanol (alkohol) dan mengembalikan NAD⁺ untuk digunakan kembali dalam glikolisis.

3. Produk Akhir: Etanol dan CO₂

   • Produk akhir dari fermentasi alkohol adalah etanol (alkohol) dan karbon dioksida (CO₂), yang menyebabkan gelembung dalam minuman beralkohol dan roti yang mengandung ragi.

Kesimpulan

1. Fermentasi adalah proses anaerobik yang memungkinkan sel menghasilkan ATP meskipun oksigen tidak tersedia.

2. Fermentasi Asam Laktat menghasilkan asam laktat, sementara fermentasi alkohol menghasilkan etanol dan CO₂.

3. Kedua jalur fermentasi ini memungkinkan regenerasi NAD⁺, yang penting untuk menjaga jalannya glikolisis.

4. Meskipun ATP yang dihasilkan dari fermentasi jauh lebih sedikit dibandingkan respirasi aerobik, fermentasi tetap berperan penting dalam situasi di mana oksigen tidak mencukupi.

Dengan memahami fermentasi, kita melihat bagaimana sel beradaptasi dalam kondisi kekurangan oksigen dan tetap mempertahankan aktivitas metabolisme dasar.

Judul pada slide ini adalah "Lactic Acid Fermentation" (Fermentasi Asam Laktat). Slide ini menggambarkan jalur fermentasi asam laktat yang terjadi di dalam sel otot, terutama saat oksigen tidak tersedia, seperti pada aktivitas fisik yang intens.

Proses Fermentasi Asam Laktat:

1. Glukosa (C₆H₁₂O₆) masuk ke dalam sel dan menjalani glikolisis. Selama glikolisis, satu molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul piruvat (C₃H₄O₃). Selama proses ini, 2 ATP dihasilkan, meskipun sebelumnya 2 ATP digunakan untuk memulai reaksi (jadi neto hanya 2 ATP).

2. Pembentukan NADH:

   • Selama glikolisis, 2 NAD⁺ berfungsi sebagai penerima elektron, yang bergabung dengan hidrogen (H⁺) untuk membentuk 2 NADH.

3. Reduksi Piruvat menjadi Asam Laktat:

   • Karena kondisi anaerobik (tanpa oksigen), piruvat yang dihasilkan dari glikolisis tidak akan memasuki siklus Krebs (karena tidak ada oksigen). Sebagai gantinya, piruvat ini akan diubah menjadi asam laktat (lactate).

   • 2 NADH yang terbentuk selama glikolisis akan mengalirkan elektron dan proton ke piruvat, mengubahnya menjadi asam laktat dan mengembalikan NAD⁺. NAD⁺ ini kemudian bisa digunakan lagi dalam glikolisis untuk memproses lebih banyak glukosa, memungkinkan proses ini berlanjut.

4. Proses Regenerasi NAD⁺:

   • Salah satu hasil penting dari fermentasi asam laktat adalah regenerasi NAD⁺, yang sangat dibutuhkan agar glikolisis dapat terus berlangsung dalam kondisi anaerobik.

5. Produk Akhir:

   • Produk akhir dari fermentasi asam laktat adalah asam laktat (lactate). Pada otot manusia, penumpukan asam laktat ini dapat menyebabkan kelelahan otot setelah aktivitas fisik yang intens, dan otot terasa kaku atau sakit setelah latihan berat.

6. Kesimpulan:

   • Fermentasi asam laktat menghasilkan 2 ATP neto, yang lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerobik, tetapi cukup untuk kelangsungan hidup sel dalam kondisi kekurangan oksigen. Proses ini penting untuk produksi energi cepat saat oksigen terbatas, misalnya pada aktivitas fisik yang berlangsung cepat dan intens.

Dengan memahami proses fermentasi asam laktat, kita bisa memahami bagaimana tubuh manusia beradaptasi dengan kebutuhan energi dalam kondisi kekurangan oksigen, terutama dalam otot selama latihan fisik atau situasi anaerobik lainnya.

Judul slide ini adalah "Anaerobic Respiration" (Respirasi Anaerobik), yang menjelaskan dua jenis fermentasi yang terjadi dalam kondisi tanpa oksigen (anaerobik), yaitu fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol.

Proses-Proses dalam Respirasi Anaerobik:

1. Fermentasi Asam Laktat:

• Reaksi Awal:

  • Glukosa atau molekul lainnya diubah menjadi piruvat (C₃H₄O₃) melalui glikolisis, menghasilkan 2 NADH.

  • Piruvat (ion piruvat, C₃H₃O₃⁻) kemudian menerima ion hidrogen (H⁺) dan mengalami reduksi menjadi asam laktat (lactic acid, C₃H₆O₃).

  • Proses ini mengembalikan NAD⁺ yang digunakan kembali dalam glikolisis, memungkinkan glikolisis berlangsung terus meskipun dalam kondisi tanpa oksigen.

• Reaksi Kimia:

  • Piruvat + H⁺ → Asam Laktat (C₃H₆O₃)

  • NADH mengoksidasi menjadi NAD⁺, memungkinkan fermentasi berlanjut.

2. Fermentasi Alkohol:

• Reaksi Awal:

  • Mirip dengan fermentasi asam laktat, glukosa juga diubah menjadi piruvat melalui glikolisis, menghasilkan 2 NADH.

  • Piruvat (C₃H₄O₃) kehilangan CO₂ (dekarboksilasi) untuk menghasilkan asetaldehida (C₂H₄O), senyawa yang mengandung 2 karbon.

• Proses Reduksi:

  • Asetaldehida kemudian menerima H⁺ dan elektron dari NADH, yang menghasilkan etanol (ethyl alcohol, C₂H₅OH).

  • NADH kembali teroksidasi menjadi NAD⁺, yang memungkinkan proses glikolisis dilanjutkan dalam kondisi anaerobik.

• Reaksi Kimia:

  • Piruvat → Asetaldehida + CO₂

  • Asetaldehida + NADH → Etanol + NAD⁺

Perbandingan Fermentasi Asam Laktat dan Alkohol:

• Fermentasi Asam Laktat menghasilkan asam laktat dan digunakan oleh manusia dan banyak organisme lain dalam kondisi kekurangan oksigen, seperti pada otot manusia saat berolahraga intens.

• Fermentasi Alkohol menghasilkan etanol dan CO₂, digunakan oleh beberapa mikroorganisme seperti ragi dan dalam produksi minuman beralkohol.

Kesimpulan:

• Respirasi anaerobik memungkinkan sel untuk menghasilkan energi tanpa oksigen dengan memanfaatkan fermentasi, meskipun hasilnya lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerobik.

• Fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol memiliki proses yang serupa, tetapi menghasilkan produk yang berbeda sesuai dengan jenis organisme yang melakukannya.

Pada slide ini, dijelaskan mengenai respirasi aerobik, yang berlangsung di dalam mitokondria sel. Ini melibatkan dua proses utama, yaitu Siklus Krebs dan Rantai Transport Elektron.

Proses-proses yang Terjadi dalam Respirasi Aerobik:

1. Proses utama respirasi aerobik melibatkan Siklus Krebs dan Rantai Transport Elektron:

   • Siklus Krebs dan Rantai Transport Elektron adalah dua tahapan penting dalam respirasi aerobik yang terjadi di dalam mitokondria sel. Kedua proses ini bertanggung jawab untuk menghasilkan sejumlah besar ATP melalui oksidasi lengkap glukosa (atau molekul organik lainnya).

2. Piruvat dari glikolisis masuk ke dalam matriks mitokondria dan bereaksi dengan koenzim A untuk membentuk asetil-CoA (senyawa 2 karbon):

   • Piruvat (C₃H₄O₃) yang dihasilkan dari glikolisis memasuki matriks mitokondria.

   • Piruvat kemudian bereaksi dengan koenzim A (CoA), menghasilkan asetil-CoA, yaitu senyawa yang mengandung 2 karbon.

   • Reaksi ini juga menghasilkan NADH (yang membawa elektron) dan CO₂ sebagai produk sampingan, yang kemudian dikeluarkan dari sel sebagai gas karbon dioksida.

3. Proses menghasilkan CO₂ dan NADH:

   • Selain menghasilkan asetil-CoA, proses ini juga menghasilkan CO₂ (karbon dioksida) yang dibuang dari sel.

   • NADH juga diproduksi dalam tahap ini, yang berfungsi sebagai pembawa elektron untuk tahap selanjutnya dalam Rantai Transport Elektron.

Kesimpulan:

• Respirasi aerobik memungkinkan sel untuk menghasilkan banyak ATP melalui oksidasi senyawa organik (seperti glukosa), dengan menghasilkan CO₂ dan H₂O sebagai produk sampingan, serta ATP yang digunakan oleh sel untuk berbagai aktivitas biologis.

• Proses dimulai dengan glikolisis di sitoplasma, dan hasil akhir, seperti asetil-CoA, diteruskan ke dalam mitokondria, tempat Siklus Krebs dan Rantai Transport Elektron terjadi, menghasilkan ATP, NADH, dan CO₂.

Pada slide ini, dijelaskan mengenai Siklus Krebs (juga dikenal sebagai Siklus Asam Sitrat), yang dinamai berdasarkan ilmuwan biokimia Hans Krebs.

Poin-poin Utama dari Siklus Krebs:

1. Metabolik pathway yang secara tidak langsung membutuhkan O₂:

   • Meskipun Siklus Krebs sendiri tidak langsung menggunakan oksigen, namun oksigen diperlukan untuk tahap sebelumnya dalam respirasi aerobik, yaitu Rantai Transport Elektron, untuk menerima elektron dan memastikan jalannya siklus ini.

2. Siklus Krebs juga dikenal dengan nama Siklus Asam Sitrat:

   • Nama Siklus Asam Sitrat muncul karena salah satu produk utama yang terbentuk selama siklus adalah asam sitrat (citric acid).

3. Memerlukan dua siklus untuk memetabolisme glukosa:

   • Proses glikolisis menghasilkan dua molekul piruvat per molekul glukosa, yang mana masing-masing akan memasuki Siklus Krebs. Oleh karena itu, dua siklus diperlukan untuk memetabolisme satu molekul glukosa secara lengkap.

4. Asetil-CoA (2C) memasuki Siklus Krebs dan bergabung dengan Asam Oksaloasetat (4C) untuk membentuk Asam Sitrat (6C):

   • Asetil-CoA, yang diperoleh dari piruvat hasil glikolisis, bergabung dengan asam oksaloasetat (4 karbon) untuk membentuk asam sitrat (6 karbon). Reaksi ini adalah titik awal dari Siklus Krebs.

5. Asam Sitrat dioksidasi, melepaskan CO₂, H⁺, dan elektron, membentuk asam ketoglutarat (5C):

   • Asam sitrat yang terbentuk pada langkah pertama dioksidasi dan mengalami beberapa perubahan kimia. Pada tahap ini, dua atom karbon akan dilepaskan sebagai CO₂. Proton (H⁺) dan elektron akan dipindahkan ke pembawa energi, seperti NADH.

6. Elektron bebas mereduksi pembawa energi NAD⁺ menjadi NADH₂ dan FAD⁺ menjadi FADH₂:

   • Elektron bebas yang dihasilkan dari oksidasi senyawa dalam Siklus Krebs akan dipindahkan ke pembawa elektron. Ini mengurangi NAD⁺ menjadi NADH dan FAD⁺ menjadi FADH₂, yang kemudian akan digunakan dalam Rantai Transport Elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

Kesimpulan:

• Siklus Krebs adalah tahapan kunci dalam respirasi aerobik yang berlangsung di mitokondria dan berfungsi untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dari siklus ini berperan dalam Rantai Transport Elektron, menghasilkan lebih banyak ATP untuk kebutuhan energi sel.

Pada slide ini, dijelaskan mengenai lanjutan dari Siklus Krebs yang melibatkan proses oksidasi lebih lanjut dari senyawa karbon dan regenerasi senyawa tertentu yang memastikan berlanjutnya siklus.

Poin-poin Utama dari Proses Lanjutan Siklus Krebs:

1. Asam ketoglutarat juga dioksidasi, melepaskan lebih banyak CO₂, H⁺, dan e⁻:

   • Asam ketoglutarat (5 karbon) yang dihasilkan pada tahap sebelumnya dari siklus Krebs akan mengalami oksidasi lebih lanjut. Proses ini menghasilkan lebih banyak karbon dioksida (CO₂) yang dilepaskan sebagai produk sampingan, serta proton (H⁺) dan elektron (e⁻) yang akan digunakan oleh pembawa energi.

2. Siklus ini berlanjut dengan mengoksidasi senyawa karbon yang terbentuk (asam suksinat, asam fumarat, asam malat, dll.) menghasilkan lebih banyak CO₂, NADH, FADH₂, dan ATP:

   • Setelah asam ketoglutarat dioksidasi, senyawa karbon lainnya yang terbentuk dalam siklus, seperti asam suksinat, asam fumarat, dan asam malat, terus mengalami proses oksidasi. Selama proses ini, lebih banyak CO₂ dilepaskan dan lebih banyak NADH, FADH₂, dan ATP terbentuk, yang semuanya berfungsi untuk menyediakan energi bagi sel.

3. H₂O ditambahkan untuk menyediakan lebih banyak H⁺:

   • Air (H₂O) ditambahkan dalam beberapa langkah siklus untuk membantu menyediakan proton (H⁺) yang diperlukan untuk reaksi-reaksi selanjutnya.

4. CO₂ adalah produk sampingan yang terbuang dan keluar dari sel:

   • CO₂ yang dihasilkan selama proses oksidasi merupakan produk sampingan yang akan diangkut keluar dari sel dan dibuang dari tubuh, terutama melalui pernapasan.

5. Asam oksaloasetat diregenerasi untuk memulai siklus kembali:

   • Setelah melalui serangkaian reaksi, asam oksaloasetat (4 karbon) yang semula bergabung dengan asetil-CoA untuk membentuk asam sitrat, akan diregenerasi pada akhir siklus. Ini memungkinkan Siklus Krebs dimulai kembali dengan molekul baru asetil-CoA.

6. NADH dan FADH₂ yang diproduksi bermigrasi ke Rantai Transport Elektron (ETC):

   • NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dalam Siklus Krebs migrasi ke Rantai Transport Elektron (ETC), yang berada pada membran dalam mitokondria. Di dalam ETC, elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ digunakan untuk menghasilkan ATP lebih lanjut dalam tahap respirasi seluler ini.

Kesimpulan:

• Siklus Krebs berlanjut dengan oksidasi senyawa-senyawa yang terbentuk, menghasilkan lebih banyak energi yang dibutuhkan oleh sel. Proses regenerasi asam oksaloasetat memastikan bahwa siklus dapat berulang, dan produk sampingan CO₂ dibuang dari tubuh sebagai limbah. Elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ kemudian digunakan dalam Rantai Transport Elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP, mendukung fungsi seluler yang berkelanjutan.

Slide ini menunjukkan diagram Siklus Krebs, juga dikenal sebagai Siklus Asam Sitrat, yang menjelaskan secara visual alur reaksi kimia utama yang terjadi selama tahap respirasi aerobik. Diagram ini menggambarkan berbagai senyawa kimia yang terlibat dalam siklus ini, dari Asetil-CoA yang bergabung dengan Oksaloasetat hingga regenerasi kembali oksaloasetat.

Poin Utama dalam Diagram Siklus Krebs:

1. Pyruvat (3C) memasuki mitokondria dan menggabungkan dengan Asetil-CoA (2C):

   • Pyruvat, yang merupakan hasil dari glikolisis, masuk ke dalam mitokondria. Di sana, ia bergabung dengan Asetil-CoA untuk membentuk Asam Sitrat (6C).

2. Proses oksidasi menghasilkan CO₂ dan NADH:

   • Pada setiap langkah dalam siklus ini, senyawa karbon mengalami oksidasi. Dalam proses ini, CO₂ dibebaskan, dan energi dalam bentuk NADH (dan juga FADH₂ di tahap berikutnya) terbentuk melalui reduksi NAD⁺.

3. Pembentukan senyawa 5-karbon dan 4-karbon:

   • Siklus ini melibatkan pembentukan 5-karbon dan 4-karbon senyawa yang akan terus menjalani reaksi oksidasi lebih lanjut, melepaskan lebih banyak CO₂ dan menghasilkan lebih banyak energi (NADH, FADH₂, dan ATP).

4. Pembentukan ATP melalui fosforilasi substrat:

   • Beberapa tahap dalam siklus ini juga menghasilkan ATP melalui proses substrat-level fosforilasi, yaitu pengalihan fosfat dari senyawa kaya energi ke ADP.

5. Regenerasi Oksaloasetat (4C):

   • Akhirnya, senyawa 4-karbon terbentuk kembali untuk menghasilkan Oksaloasetat, yang akan kembali bergabung dengan Asetil-CoA untuk memulai siklus berikutnya.

Kesimpulan:

Siklus Krebs adalah proses kunci dalam respirasi aerobik, yang tidak hanya menghasilkan energi dalam bentuk ATP tetapi juga memproduksi elektron pembawa (NADH dan FADH₂), yang akan digunakan dalam Rantai Transport Elektron (ETC) untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Selama siklus ini, CO₂ dibebaskan sebagai produk sampingan, yang dibuang oleh sel.

Slide ini menunjukkan hasil bersih dari dua putaran Siklus Krebs, yang merupakan bagian dari proses respirasi aerobik di dalam sel. Setiap putaran Siklus Krebs menghasilkan produk-produk penting yang digunakan dalam tahap selanjutnya dari respirasi seluler, yaitu rantai transport elektron (ETC).

Rincian Hasil Bersih dari Siklus Krebs (2 Putaran):

1. 6 NADH₂

   • NADH adalah pembawa elektron yang sangat penting dalam proses respirasi aerobik. Dalam setiap putaran Siklus Krebs, 3 NADH₂ dihasilkan. Dengan dua putaran, total 6 NADH terbentuk. NADH ini nantinya akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

2. 2 FADH₂

   • Seperti NADH, FADH₂ juga berfungsi sebagai pembawa elektron. Dua putaran Siklus Krebs menghasilkan 2 FADH₂ yang juga digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP.

3. 4 CO₂

   • Selama dua putaran Siklus Krebs, 4 molekul CO₂ dilepaskan sebagai produk sampingan. Karbon-karbon dalam glukosa diubah menjadi CO₂ dan dikeluarkan dari sel sebagai limbah, yang kemudian dibuang oleh tubuh.

4. 2 ATP

   • Dalam Siklus Krebs, 2 ATP dihasilkan melalui proses substrate-level fosforilasi, di mana fosfat ditransfer dari senyawa kaya energi ke ADP, menghasilkan ATP.

Kesimpulan:

Dua putaran Siklus Krebs menghasilkan sejumlah besar NADH dan FADH₂, yang akan digunakan untuk menghasilkan ATP dalam rantai transport elektron. Meskipun hanya 2 ATP yang langsung dihasilkan dari Siklus Krebs, sisa energi dalam bentuk NADH dan FADH₂ sangat penting untuk proses pembuatan ATP yang lebih banyak di tahap berikutnya dari respirasi aerobik.

Slide ini membahas tentang Rantai Transport Elektron (ETC), yang berperan penting dalam tahap terakhir respirasi aerobik. Proses ini terjadi di membran dalam mitokondria atau cristae, dan sangat penting dalam produksi ATP yang dibutuhkan oleh sel.

Poin-Poin Utama:

1. Kompleks Protein dalam ETC:

   • Rantai Transport Elektron terdiri dari 4 kompleks berbasis protein yang bekerja secara berurutan. Kompleks ini berfungsi untuk memompa ion H⁺ (proton) keluar dari matriks mitokondria, melintasi membran dalam mitokondria.

   • Proton pumps: Setiap kompleks bertindak sebagai pompa proton, menggerakkan proton keluar dari matriks menuju ruang antar membran mitokondria.

2. Gradien Konsentrasi H⁺:

   • Proses pemompaan proton ini menyebabkan terbentuknya gradien konsentrasi H⁺ antara membran dalam dan luar mitokondria. Gradien konsentrasi ini penting karena menciptakan potensi energi yang dapat digunakan untuk sintesis ATP.

3. Proses Kemiosmosis:

   • Gradien konsentrasi H⁺ yang tercipta mendorong proton untuk kembali ke dalam matriks mitokondria melalui ATP sintase. Proses ini disebut kemiosmosis, yang merupakan mekanisme pembuatan ATP yang sangat efisien.

4. Reaksi Redoks:

   • Elektron dan proton yang dibawa oleh NADH (dari glikolisis dan siklus Krebs) serta FADH₂ dipindahkan ke oksigen (O₂) di akhir rantai transport elektron.

   • Reaksi redoks ini menghasilkan H₂O sebagai produk sampingan.

   • Persamaan reaksi redoks:

     O2+4e−+4H+→2H2OO_2 + 4e^- + 4H^+ \rightarrow 2H_2OO2​+4e−+4H+→2H2​O

     Reaksi ini menunjukkan bagaimana oksigen berperan sebagai penerima elektron akhir, menghasilkan air (H₂O).

Kesimpulan:

Rantai Transport Elektron sangat penting dalam produksi ATP melalui proses kemiosmosis dan reaksi redoks. Dengan menggunakan energi yang dihasilkan dari pemompaan proton, sel dapat menghasilkan sejumlah besar ATP yang dibutuhkan untuk proses-proses biologis lainnya. Reaksi pembentukan air di akhir rantai juga menunjukkan pentingnya oksigen dalam respirasi aerobik.

Slide ini menggambarkan secara visual proses Rantai Transport Elektron (ETC) yang terjadi di membran dalam mitokondria. Ini adalah bagian penting dalam tahap terakhir respirasi aerobik, yang mengarah pada pembentukan ATP.

Poin-Poin Utama dari Gambar:

1. Lokasi:

   • Membran dalam mitokondria: Rantai transport elektron terletak di membran dalam mitokondria, yang membatasi matriks mitokondria dan ruang antar membran mitokondria.

   • Membran luar mitokondria juga terlihat, tetapi tidak terlibat langsung dalam proses ETC.

2. Proton dan Elektron:

   • NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dari glikolisis dan siklus Krebs mengangkut elektron (e⁻) dan proton (H⁺) menuju kompleks protein di dalam membran dalam mitokondria.

   • Elektron tersebut dilepaskan ke rantai transport elektron, bergerak melewati kompleks protein yang berbeda.

3. Pemompaan Proton (H⁺):

   • Setiap kompleks protein memompa proton (H⁺) keluar dari matriks mitokondria menuju ruang antar membran, menciptakan gradien konsentrasi H⁺ yang tinggi di luar matriks mitokondria.

   • ATP sintetase kemudian menggunakan gradien H⁺ untuk memproduksi ATP dari ADP dan fosfat.

4. Reduksi Oksigen (O₂):

   • Oksigen (O₂) berfungsi sebagai akseptor akhir elektron dalam ETC, menerima elektron dan proton untuk membentuk air (H₂O).

   • Reaksi redoks:

     O2+4e−+4H+→2H2OO_2 + 4e^- + 4H^+ \rightarrow 2H_2OO2​+4e−+4H+→2H2​O

     Proses ini penting untuk menjaga kelancaran aliran elektron dalam rantai dan mencegah penumpukan elektron.

Kesimpulan:

Proses dalam Rantai Transport Elektron sangat krusial untuk produksi ATP, yang digunakan untuk aktivitas seluler. Dengan menggunakan energi yang dihasilkan dari pemompaan proton, sel menghasilkan ATP melalui kemiosmosis. Selain itu, oksigen berfungsi sebagai penerima akhir elektron, yang berakhir dengan pembentukan air sebagai produk sampingan.

Slide ini menggambarkan proses pembentukan ATP di mitokondria melalui rantai transport elektron (ETC) dan kemiosmosis, yang terjadi di membran dalam mitokondria. Gambar ini menunjukkan langkah-langkah utama dalam pemanfaatan gradien proton (H⁺) untuk menghasilkan ATP.

Poin-Poin Utama:

1. Rantai Transport Elektron (ETC):

   • NADH dan FADH₂ mengalirkan elektron melalui kompleks protein yang berada di membran dalam mitokondria.

   • Cyt B, Cyt C, Cyt A, dan Cyt A3 merupakan komponen utama dalam rantai transport elektron ini, yang mengalirkan elektron menuju oksigen (O₂).

2. Pemompaan Proton (H⁺):

   • Ketika elektron dipindahkan melalui kompleks-kompleks tersebut, proton (H⁺) dipompa keluar dari matriks mitokondria menuju ruang antar membran mitokondria. Ini menciptakan gradien konsentrasi proton yang tinggi di ruang antar membran.

3. Sintesis ATP:

   • Gradien proton yang terbentuk di ruang antar membran kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat anorganik (Pi).

   • Proton bergerak kembali ke dalam matriks melalui ATP sintase, yang menggerakkan proses sintesis ATP.

4. Reduksi Oksigen (O₂):

   • Pada akhir rantai transport elektron, oksigen (O₂) menerima elektron dan proton untuk membentuk air (H₂O), yang merupakan produk sampingan dari proses ini.

   • Reaksi redoks:

     O2+4e−+4H+→2H2OO_2 + 4e^- + 4H^+ \rightarrow 2H_2OO2​+4e−+4H+→2H2​O

     Oksigen bertindak sebagai akseptor akhir elektron, dan ini menjaga aliran elektron dalam rantai transport elektron.

5. Translokase:

   • Gambar ini juga menunjukkan translokase, yaitu protein yang mengangkut ATP yang dihasilkan keluar dari mitokondria ke sitoplasma untuk digunakan oleh sel.

Kesimpulan:

Proses ini menggambarkan bagaimana energi yang dihasilkan dari elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ digunakan untuk menciptakan gradien proton, yang kemudian menggerakkan ATP sintase untuk memproduksi ATP. Ini adalah mekanisme utama dalam produksi energi seluler yang terjadi di mitokondria.

Slide ini menunjukkan gambaran tentang rantai transport elektron (ETC) di dalam mitokondria, khususnya bagaimana ia menghasilkan gradien proton (H⁺) yang digunakan untuk sintesis ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

Poin-Poin Utama:

1. Proses Transport Elektron:

   • NADH yang dihasilkan dari glikolisis dan siklus Krebs memasukkan elektron ke dalam rantai transport elektron. NADH teroksidasi menjadi NAD⁺, melepaskan elektron dan proton (H⁺).

   • Elektron tersebut kemudian diteruskan melalui kompleks protein pada membran dalam mitokondria, yang melibatkan Q (ubiquinon) dan Cyt c (sitosom kitosim).

2. Pemompaan Proton (H⁺):

   • Selama proses ini, elektron menggerakkan proton keluar dari matriks mitokondria menuju ruang antar membran (intermembrane space).

   • Hal ini menciptakan gradien konsentrasi proton yang lebih tinggi di ruang antar membran dan lebih rendah di matriks mitokondria.

3. Penggunaan Gradien Proton dalam Fosforilasi Oksidatif:

   • Gradien proton yang terbentuk digunakan oleh ATP sintase untuk mensintesis ATP dari ADP dan fosfat anorganik (Pi), yang berlangsung di bagian bawah membran dalam mitokondria.

   • Proses ini dikenal dengan sebutan fosforilasi oksidatif.

4. Reduksi Oksigen (O₂) dan Pembentukan Air (H₂O):

   • Elektron yang bergerak melalui rantai transport elektron akhirnya diterima oleh oksigen (O₂), yang berfungsi sebagai akseptor elektron akhir. Oksigen menerima elektron dan proton untuk membentuk air (H₂O).

   • Reaksi ini adalah reaksi redoks:

     O2+4e−+4H+→2H2OO_2 + 4e^- + 4H^+ \rightarrow 2H_2OO2​+4e−+4H+→2H2​O

   • Ini merupakan proses kritikal dalam menjaga aliran elektron dalam rantai transport elektron.

5. Ringkasan Proses:

   • Elektron yang berasal dari NADH dan FADH₂ (hasil dari glikolisis dan siklus Krebs) digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan gradien proton.

   • Gradien proton ini kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP dalam proses fosforilasi oksidatif.

   • Akhirnya, elektron berinteraksi dengan oksigen untuk menghasilkan air sebagai produk sampingan.

Kesimpulan:

Rantai transport elektron berperan penting dalam proses respirasi seluler, mengalirkan elektron dan memompa proton untuk menciptakan gradien yang digunakan dalam sintesis ATP. Proses ini sangat efisien dalam menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh sel untuk berbagai fungsi.

Slide ini menggambarkan dua tahap utama dalam proses pembentukan ATP melalui fosforilasi oksidatif di mitokondria, yaitu pompaan proton dan sintesis ATP yang didorong oleh gradien proton.

Poin-Poin Utama:

Stage I: Proton Pumping (Pemompaan Proton)

1. Proton dipompa keluar dari matriks mitokondria (inner compartment) menuju ruang antar membran (outer compartment) melalui rantai transport elektron (Electron Transport System).

   • Elektron dari NADH yang terbentuk selama glikolisis dan siklus Krebs dilepaskan dan dipindahkan dalam rantai transport elektron.

   • Proton (H⁺) juga dipompa keluar, yang menciptakan gradien konsentrasi proton yang lebih tinggi di ruang antar membran dibandingkan di dalam matriks mitokondria.

Stage II: Proton Re-entry and ATP Synthesis (Proton Masuk Kembali dan Sintesis ATP)

2. Proton (H⁺) mengalir kembali ke dalam matriks mitokondria melalui ATP sintase, yang menggunakan energi dari pergerakan proton untuk mengubah ADP dan Pi menjadi ATP.

   • Proses ini dikenal sebagai kemiosmosis, di mana energi dari gradien proton digunakan untuk membentuk ATP, yang merupakan sumber utama energi sel.

Kesimpulan:

Tahapan ini menjelaskan bagaimana energi kimia dari NADH dan FADH₂, yang dihasilkan oleh glikolisis dan siklus Krebs, digunakan untuk membangkitkan gradien proton yang kemudian digunakan untuk sintesis ATP melalui mekanisme kemiosmosis. Proses ini adalah komponen vital dari fosforilasi oksidatif dalam respirasi seluler, menghasilkan ATP yang dibutuhkan untuk berbagai fungsi sel.

Slide ini menggambarkan bagaimana proses rantai transport elektron (ETC) terjadi pada membran dalam mitokondria (membran krista), yang menghasilkan ATP melalui mekanisme kemiosmosis. Proses ini melibatkan beberapa komponen yang bekerja sama untuk mentransfer elektron dan proton, yang akhirnya menghasilkan energi untuk sintesis ATP.

Poin-Poin Utama:

Struktur Membran Mitokondria:

• Membran dalam mitokondria (inner mitochondrial membrane) membatasi ruang matriks mitokondria di dalamnya.

• Membran luar mitokondria membatasi mitokondria secara keseluruhan, dan di antaranya terdapat ruang intermembran, yang berfungsi dalam proses transport elektron dan proton.

Proses di Rantai Transport Elektron (ETC):

1. Elektron dan Proton dari NADH dan FADH₂:

   • NADH dan FADH₂ membawa elektron (e⁻) dan proton (H⁺) yang dihasilkan selama glikolisis dan siklus Krebs ke kompleks I dan II di rantai transport elektron.

2. Pemompaan Proton:

   • Elektron yang dipindahkan sepanjang kompleks I hingga kompleks IV menyebabkan proton (H⁺) dipompa dari matriks mitokondria ke ruang intermembran.

   • Proses ini menciptakan gradien konsentrasi proton (H⁺) yang lebih tinggi di ruang intermembran, dengan pH yang lebih rendah di sana dibandingkan dengan matriks mitokondria.

3. Sistem Transpor Elektron:

   • Kompleks I, III, dan IV berfungsi sebagai pompa proton, sementara kompleks II berperan dalam mentransfer elektron dari FADH₂.

   • Cytochrome c membantu dalam transfer elektron antara kompleks III dan IV.

4. Produksi ATP:

   • ATP sintase menggunakan gradien proton (H⁺) untuk menghasilkan ATP dengan menggabungkan ADP dan fosfat anorganik (Pi) dalam proses kemiosmosis.

5. Reduksi Oksigen:

   • Di kompleks IV, elektron akhirnya dipindahkan ke oksigen (O₂), yang bergabung dengan proton untuk membentuk air (H₂O).

   • Reaksi redoks ini memastikan bahwa elektron diterima dan dikendalikan dengan aman, menghindari pembentukan spesies oksigen reaktif.

Kesimpulan:

Proses ini adalah inti dari fosforilasi oksidatif, yang sangat penting dalam respirasi seluler untuk menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel untuk berbagai aktivitas. Pembentukan ATP ini mengandalkan dua proses utama: pemompaan proton oleh rantai transport elektron dan sintesis ATP oleh ATP sintase, yang digerakkan oleh gradien proton di dalam membran mitokondria.

Slide ini menjelaskan tentang Siklus Krebs (atau dikenal juga sebagai Siklus Asam Sitrik), yang terjadi dalam mitokondria dan berperan penting dalam menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Slide ini juga menggambarkan langkah-langkah yang terjadi di dalam mitokondria, yang dimulai dengan glikolisis, diikuti dengan pembentukan asetil-KoA dan dilanjutkan dengan reaksi-reaksi dalam Siklus Krebs.

Poin-Poin Utama:

1. Glikolisis (Tahap Awal):

• Glukosa (6C) dipecah menjadi dua molekul piruvat (3C), dengan penggunaan 2 ATP dan produksi 2 NADH (hasil reduksi NAD+).

• Hasil utama dari glikolisis adalah 2 molekul piruvat, yang akan masuk ke dalam mitokondria.

2. Pembentukan Asetil-KoA:

• Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis kemudian masuk ke dalam matriks mitokondria, di mana ia berikatan dengan KoA (koenzim A) untuk membentuk asetil-KoA (2C).

• Proses ini juga menghasilkan NADH dan CO₂.

3. Siklus Krebs (Siklus Asam Sitrik):

• Asetil-KoA (2C) bergabung dengan oksaloasetat (4C) untuk membentuk asam sitrat (6C), yang kemudian diubah dalam beberapa langkah, menghasilkan:

  • NADH

  • FADH₂

  • ATP

  • CO₂

• Setiap langkah dalam Siklus Krebs melibatkan reaksi redoks, di mana elektron dan proton (H⁺) dipindahkan ke pembawa elektron seperti NAD+ dan FAD untuk membentuk NADH dan FADH₂.

• FADH₂ dan NADH akan digunakan dalam rantai transport elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

4. Pembentukan ATP:

• Setiap dua putaran Siklus Krebs menghasilkan:

  • 8 NADH

  • 2 FADH₂

  • 2 ATP yang digunakan untuk berbagai aktivitas sel.

• ADP dan Pi digabungkan oleh ATP sintase untuk membentuk ATP ketika proton (H⁺) kembali ke dalam matriks mitokondria, menghasilkan energi yang digunakan oleh sel.

Kesimpulan:

Proses Siklus Krebs adalah kunci dalam produksi energi seluler, mengonversi bahan bakar organik menjadi energi yang dapat digunakan dalam bentuk ATP. Siklus ini tidak hanya menghasilkan ATP secara langsung tetapi juga mengirimkan elektron yang penting untuk rantai transport elektron dan pembentukan ATP tambahan melalui fosforilasi oksidatif.

Slide ini memberikan informasi mengenai jumlah energi yang dihasilkan dari respirasi aerobik, yang dimulai dari glikolisis dan berlanjut ke Siklus Krebs. Pembentukan ATP melalui kedua proses ini adalah kunci dalam menyediakan energi untuk sel.

Poin-Poin Utama:

1. Hasil Energi dari Glikolisis:

• Glikolisis menghasilkan 4 NADH₂ dan 2 ATP.

• Tidak ada FADH₂ yang diproduksi di tahap ini.

• Hasil utama dari glikolisis adalah 2 ATP yang langsung dapat digunakan oleh sel.

2. Hasil Energi dari Siklus Krebs:

• Siklus Krebs menghasilkan 6 NADH₂, 2 FADH₂, dan 2 ATP.

• NADH₂ dan FADH₂ dari Siklus Krebs akan diteruskan ke rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP lebih lanjut.

3. Total Energi yang Dihasilkan:

• NADH₂ (10 molekul) dari glikolisis dan siklus Krebs menghasilkan 30 ATP (setiap NADH₂ menghasilkan 3 ATP).

• FADH₂ (2 molekul) menghasilkan 4 ATP (setiap FADH₂ menghasilkan 2 ATP).

• Total ATP yang dihasilkan: 38 ATP.

Poin Tambahan:

• Efisiensi Energi:

  • Kebanyakan sel menghasilkan 36 hingga 38 ATP per molekul glukosa yang digunakan dalam respirasi aerobik.

  • Efisiensi respirasi aerobik mencapai sekitar 66%, yang berarti sebagian besar energi dilepaskan dalam bentuk panas, selain dalam bentuk ATP.

• Variasi dalam Jumlah ATP:

  • Jumlah ATP yang dihasilkan dapat bervariasi di antara sel-sel karena berbagai faktor, termasuk jenis sel, keadaan metabolik, dan kehadiran oksigen.

Kesimpulan:

Proses respirasi aerobik secara keseluruhan sangat efisien dalam menghasilkan ATP, yang digunakan untuk berbagai proses metabolik sel. Dalam sel-sel tubuh, respirasi ini memberikan energi yang diperlukan untuk aktivitas sehari-hari seperti kontraksi otot, sintesis protein, dan pemeliharaan struktur sel.

Slide ini menjelaskan jumlah ATP yang dihasilkan dari dua tahap utama dalam respirasi aerobik: Glikolisis dan Siklus Krebs, serta proses Transport Elektron yang menghasilkan ATP lebih lanjut.

Poin-Poin Utama:

1. Glikolisis (Produksi ATP Langsung):

• Glukosa dipecah menjadi 2 piruvat, yang menghasilkan:

  • 2 ATP secara langsung (dari proses substrat-fosforilasi).

  • 2 NADH yang nantinya akan berfungsi dalam transport elektron untuk menghasilkan 6 ATP.

  • 2 ATP ini berasal dari proses langsung selama pemecahan glukosa dalam glikolisis.

2. Dekarboksilasi Piruvat (Pyruvate Decarboxylation):

• Piruvat diubah menjadi Acetyl CoA, yang merupakan molekul yang memasuki Siklus Krebs.

• 2 NADH dihasilkan, yang nantinya akan menghasilkan 6 ATP melalui rantai transport elektron.

3. Siklus Krebs (Produksi ATP Langsung dan melalui Transport Elektron):

• Dari Siklus Krebs, proses ini menghasilkan:

  • 6 NADH, yang berkontribusi menghasilkan 18 ATP dalam transport elektron.

  • 2 FADH₂, yang berkontribusi menghasilkan 4 ATP.

  • 2 ATP dihasilkan langsung melalui siklus ini, menghasilkan energi yang langsung digunakan oleh sel.

• Total ATP yang dihasilkan di Siklus Krebs adalah 26 ATP, termasuk 18 ATP dari NADH dan 4 ATP dari FADH₂.

4. Transport Elektron (Menghasilkan ATP):

• Di sepanjang rantai transport elektron, energi dari NADH dan FADH₂ digunakan untuk memompa ion hidrogen (H⁺) ke luar membran mitokondria, menciptakan gradien proton. Gradien ini digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP.

• Jumlah total 38 ATP yang dihasilkan dari proses ini.

Kesimpulan:

• 38 ATP dihasilkan dari satu molekul glukosa melalui Glikolisis, Siklus Krebs, dan Rantai Transport Elektron.

• Proses ini menunjukkan efisiensi respirasi aerobik dalam menghasilkan energi untuk kebutuhan seluler.

• Sebagian ATP dihasilkan langsung dalam Glikolisis dan Siklus Krebs, sementara sebagian besar berasal dari Transport Elektron.

Slide ini menggambarkan jalur metabolik yang mengarah pada dua proses utama dalam pemecahan glukosa: respirasi seluler dan fermentasi. Keduanya dimulai dengan glikolisis, tetapi jalur yang diambil tergantung pada kondisi oksigen.

Poin-Poin Utama:

1. Glikolisis:

• Glukosa (C₆H₁₂O₆) pertama kali diproses melalui glikolisis, yang terjadi di sitosol.

• Glikolisis mengubah glukosa menjadi piruvat (C₃H₄O₃), menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH. Ini adalah tahap pertama yang terjadi pada kedua jalur selanjutnya: respirasi seluler dan fermentasi.

2. Jika Oksigen Tersedia (Respirasi Seluler):

• Setelah glikolisis, jika oksigen cukup, piruvat yang dihasilkan akan memasuki mitokondria dan diproses lebih lanjut dalam Siklus Asam Sitrat (atau Siklus Krebs).

• Siklus Asam Sitrat menghasilkan lebih banyak NADH, FADH₂, dan sedikit ATP, serta CO₂ sebagai produk sampingan.

• Elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ selanjutnya digunakan dalam rantai transportasi elektron, yang menghasilkan banyak ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

3. Jika Oksigen Tidak Tersedia (Fermentasi):

• Tanpa oksigen, piruvat yang terbentuk dari glikolisis tidak dapat melanjutkan ke siklus asam sitrat. Sebaliknya, ia akan terfermentasi.

• Fermentasi Laktat menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingan, yang terjadi dalam sel hewan (misalnya, sel otot saat kekurangan oksigen).

• Fermentasi Alkohol menghasilkan etanol dan CO₂, yang terjadi pada sel ragi dan beberapa jenis mikroba.

Kesimpulan:

• Glikolisis adalah langkah pertama dalam dua jalur metabolik utama untuk menghasilkan energi dari glukosa.

• Respirasi seluler terjadi dalam kondisi aerobik dan lebih efisien, menghasilkan banyak ATP.

• Fermentasi terjadi dalam kondisi anaerobik, namun hanya menghasilkan sedikit ATP dan menghasilkan produk sampingan seperti asam laktat atau etanol.

Slide ini memperlihatkan perbandingan antara respirasi anaerob dan respirasi aerob, dua jalur utama yang digunakan oleh sel untuk menghasilkan energi dari glukosa.

Poin-Poin Utama:

1. Jalur Anaerob (tanpa oksigen):

• Glikolisis terjadi di sitosol, di mana glukosa (6 karbon) dipecah menjadi piruvat (3 karbon).

• Penggunaan energi:

  • 2 ATP digunakan untuk memulai proses glikolisis.

  • 4 ATP dihasilkan selama glikolisis, menghasilkan 2 ATP bersih.

• Produk akhir:

  • Fermentasi alkohol: Piruvat diubah menjadi etanol dan CO₂ dalam sel ragi.

  • Fermentasi laktat: Piruvat diubah menjadi asam laktat dalam sel hewan, seperti sel otot.

• Efisiensi energi: Fermentasi menghasilkan sangat sedikit ATP (hanya 2 ATP).

2. Jalur Aerob (dengan oksigen):

• Jika oksigen tersedia, piruvat yang dihasilkan dari glikolisis masuk ke mitokondria untuk proses lebih lanjut.

• Krebs Cycle dan Rantai Transportasi Elektron:

  • Di dalam mitokondria, piruvat dikonversi menjadi asetil-CoA, yang bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat (6 karbon).

  • Melalui beberapa reaksi, NADH dan FADH₂ dihasilkan dan digunakan dalam rantai transportasi elektron, yang menghasilkan banyak ATP.

  • 34 ATP dihasilkan melalui fosforilasi oksidatif, menghasilkan total 38 ATP dari 1 molekul glukosa.

• Efisiensi energi: Proses ini sangat efisien dalam menghasilkan ATP, mencapai 34 ATP melalui oksidasi penuh.

Kesimpulan:

• Respirasi anaerob (fermentasi) terjadi dalam kondisi tanpa oksigen, menghasilkan energi dalam jumlah terbatas.

• Respirasi aerob membutuhkan oksigen dan menghasilkan jumlah ATP yang jauh lebih besar, menjadikannya jalur metabolik yang lebih efisien untuk produksi energi.

Slide ini menggambarkan proses respirasi sel dengan fokus pada bagaimana elektron dibawa melalui jalur yang terlibat (glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transportasi elektron) serta bagaimana ATP disintesis pada berbagai tahap.

Berikut adalah penjelasan tentang poin-poin utama:

1. Glikolisis:

   • Glukosa diubah menjadi piruvat di sitosol.

   • Elektron dibawa oleh NADH selama proses ini.

   • ATP dihasilkan melalui fosforilasi tingkat substrat.

2. Siklus Krebs:

   • Piruvat yang dihasilkan dalam glikolisis memasuki mitokondria, diubah menjadi asetil-CoA, dan masuk ke dalam siklus Krebs.

   • Dalam siklus ini, lebih banyak elektron dibawa oleh NADH dan FADH₂.

   • Siklus ini juga menghasilkan ATP melalui fosforilasi tingkat substrat.

3. Rantai Transportasi Elektron dan Fosforilasi Oksidatif:

   • NADH dan FADH₂ membawa elektron ke rantai transportasi elektron.

   • Rantai transportasi elektron ini terletak di membran dalam mitokondria.

   • ATP sintase mensintesis ATP melalui fosforilasi oksidatif menggunakan energi dari aliran elektron dan gradien proton yang terbentuk di membran mitokondria.

Ringkasan:

Diagram ini merangkum aliran energi melalui tahap utama respirasi sel dan menekankan bahwa ATP dapat dihasilkan dengan dua cara:

• Fosforilasi tingkat substrat (pada glikolisis dan siklus Krebs).

• Fosforilasi oksidatif (pada rantai transportasi elektron melalui ATP sintase).

Proses ini sangat penting untuk menyediakan energi yang dapat digunakan sel dalam bentuk ATP.

Slide ini menggambarkan proses respirasi sel yang terjadi di dalam sel eukariotik. Proses respirasi sel terdiri dari beberapa tahap utama yang berurutan: Glikolisis, Siklus Krebs, dan Rantai Transpor Elektron.

1. Glukosa (C6H12O6) → Glikolisis:

   • Glukosa (6 atom karbon) memasuki sel dan mengalami proses glikolisis di sitoplasma. Proses ini memecah glukosa menjadi dua molekul piruvat (setiap piruvat mengandung 3 atom karbon).

   • Pada tahap ini, 2 ATP dihasilkan sebagai produk akhir dari glikolisis melalui mekanisme substrat-level phosphorylation.

   • Selain itu, selama proses ini, 2 NADH juga diproduksi yang nantinya akan digunakan dalam tahap selanjutnya untuk menghasilkan ATP lebih lanjut.

2. Piruvat → Acetyl-CoA (di mitokondria):

   • Setelah glikolisis, dua molekul piruvat yang dihasilkan dari glukosa akan berpindah ke dalam mitokondria. Di sini, piruvat akan diubah menjadi Acetyl-CoA (mengandung 2 atom karbon).

   • Acetyl-CoA kemudian memasuki Siklus Krebs (atau Siklus Asam Sitrat) yang terjadi di matriks mitokondria.

   • CO₂ dihasilkan sebagai produk sampingan dalam proses konversi piruvat menjadi Acetyl-CoA, dan NADH terbentuk.

3. Siklus Krebs:

   • Acetyl-CoA bergabung dengan asam oksaloasetat (4 atom karbon) membentuk asam sitrat (6 atom karbon). Selanjutnya, asam sitrat akan mengalami serangkaian reaksi yang menghasilkan CO₂, ATP, NADH, dan FADH₂.

   • Siklus ini berputar dua kali untuk setiap molekul glukosa, karena dua molekul piruvat dihasilkan dari satu molekul glukosa. Dengan demikian, hasil akhirnya adalah:

     • 6 NADH, 2 FADH₂, 4 CO₂, dan 2 ATP.

4. Rantai Transpor Elektron dan Fosforilasi Oksidatif:

   • Produk-produk yang dihasilkan selama glikolisis dan siklus Krebs (terutama NADH dan FADH₂) akan memasuki rantai transpor elektron di membran dalam mitokondria.

   • Elektron dari NADH dan FADH₂ akan dipindahkan melalui serangkaian protein pembawa elektron (seperti Kompleks I, Kompleks II, Kompleks III, dan Kompleks IV) yang menyebabkan ion hidrogen (H⁺) dipompa keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran.

   • Perbedaan konsentrasi H⁺ yang terbentuk menyebabkan potensi listrik yang digunakan untuk sintesis ATP melalui ATP sintase dalam proses yang dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.

   • Oksigen yang kita hirup digunakan pada tahap ini untuk menerima elektron yang datang, membentuk air (H₂O) sebagai produk sampingan.

Hasil Akhir:
Proses respirasi sel ini secara keseluruhan menghasilkan 38 ATP per molekul glukosa (pada umumnya, dengan 36–38 ATP yang dihasilkan oleh sel-sel tubuh manusia).

Kesimpulan:

• Respirasi sel adalah proses penghasilan energi yang sangat efisien yang mengubah energi kimia dari glukosa menjadi energi yang bisa digunakan oleh sel dalam bentuk ATP.

• Selama proses ini, oksigen digunakan dan karbon dioksida serta air diproduksi sebagai produk sampingan.

• ATP yang dihasilkan digunakan oleh sel untuk berbagai proses biologis penting, seperti kontraksi otot, sintesis molekul, dan transportasi aktif.

Dengan demikian, Slide no. 41 ini memberikan gambaran lengkap tentang proses respirasi sel dari mulai glikolisis, konversi piruvat menjadi Acetyl-CoA, siklus Krebs, hingga rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif.

Slide ini memberikan gambaran keseluruhan tentang respirasi aerobik, dimulai dari glikolisis di sitoplasma, yang dilanjutkan dengan persiapan dan siklus Krebs di mitokondria, dan berakhir dengan rantai transpor elektron dan chemisosis di dalam mitokondria. Proses ini menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel untuk berbagai fungsi vital.

1. Glikolisis:

• Glukosa (C6H12O6), yang merupakan sumber utama energi bagi sel, memasuki sel dan melalui glikolisis, yang terjadi di sitoplasma.

• Glikolisis memecah satu molekul glukosa (6 karbon) menjadi dua molekul piruvat (3 karbon) dan menghasilkan:

  • 2 NADH dan 2 H⁺.

  • 2 ATP dihasilkan langsung melalui fosforilasi tingkat substrat.

  • Produk sampingan dari glikolisis adalah 2 molekul piruvat yang selanjutnya akan digunakan dalam tahap berikutnya, yaitu persiapan piruvat untuk memasuki siklus Krebs.

2. Persiapan Piruvat (sebelum memasuki siklus Krebs):

• Setiap molekul piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan diubah menjadi Acetyl-CoA (mengandung 2 karbon) melalui reaksi persiapan di dalam mitokondria.

• Selama proses ini, 2 CO₂ dikeluarkan dan 2 NADH terbentuk, yang akan digunakan dalam rantai transpor elektron nanti.

3. Siklus Krebs:

• Acetyl-CoA (2 karbon) memasuki siklus Krebs yang terjadi di matriks mitokondria. Dalam siklus ini, Acetyl-CoA bergabung dengan asam oksaloasetat (4 karbon) membentuk asam sitrat (6 karbon), yang kemudian diproses melalui serangkaian reaksi kimia.

• Proses ini menghasilkan:

  • 4 CO₂ yang dikeluarkan sebagai produk sampingan.

  • 6 NADH, 2 FADH₂, dan 2 ATP yang dihasilkan melalui fosforilasi tingkat substrat.

  • Produk akhir dari siklus ini adalah 6 NADH dan 2 FADH₂, yang mengandung energi yang akan digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

4. Rantai Transpor Elektron dan Chemiosmosis:

• Elektron yang dihasilkan dari NADH dan FADH₂ (sebesar 10 NADH dan 2 FADH₂) akan dipindahkan melalui rantai transpor elektron yang terdapat di membran dalam mitokondria.

• H⁺ dipompa keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, membentuk gradien konsentrasi H⁺. Gradien ini digunakan untuk menghasilkan ATP melalui ATP sintase dalam proses yang disebut chemismosis.

• Oksigen yang kita hirup digunakan pada tahap ini sebagai akseptor elektron terakhir untuk membentuk air (H₂O).

• 34 ATP dihasilkan melalui proses ini.

5. Total Energi yang Dihasilkan:

• Total 38 ATP dihasilkan per molekul glukosa dalam respirasi aerobik:

  • 2 ATP dari glikolisis,

  • 2 ATP dari siklus Krebs,

  • 34 ATP dari rantai transpor elektron dan chemiosmosis.

Kesimpulan:

• Respirasi aerobik adalah proses pengubahan energi dari glukosa menjadi ATP, yang digunakan oleh sel untuk berbagai aktivitas. Selama proses ini, oksigen digunakan untuk menghasilkan energi yang efisien, sementara karbon dioksida dan air dihasilkan sebagai produk sampingan.

• Dalam keseluruhan proses, 38 ATP adalah hasil total yang dihasilkan dari satu molekul glukosa, menjadikannya proses yang sangat efisien dalam menghasilkan energi yang dibutuhkan sel.

Slide ini menggambarkan alur lengkap dari proses respirasi seluler yang mencakup glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron beserta chemiosmosis. Proses ini terjadi secara bertahap di dalam sitoplasma dan mitokondria untuk menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel sebagai sumber energi.

1. Glikolisis (Di Sitoplasma):

• Glukosa (C6H12O6) yang berasal dari makanan dipecah dalam sitoplasma melalui glikolisis menjadi dua molekul piruvat (C3H4O3), yang masing-masing memiliki 3 atom karbon.

• Pada tahap ini, dua ATP dihasilkan langsung melalui proses fosforilasi tingkat substrat.

• Glikolisis juga menghasilkan dua molekul NADH yang membawa elektron dan hidrogen yang nantinya akan digunakan dalam rantai transpor elektron.

2. Pembentukan Acetyl-CoA dan Siklus Krebs (Di Mitokondria):

• Setiap molekul piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan diubah menjadi acetyl-CoA di dalam mitokondria melalui proses yang disebut persiapan piruvat, yang menghasilkan:

  • 2 CO₂ sebagai produk sampingan.

  • 2 NADH, yang digunakan untuk membawa elektron ke dalam rantai transpor elektron.

• Acetyl-CoA kemudian memasuki siklus Krebs (juga dikenal sebagai siklus asam sitrat) yang terjadi di matriks mitokondria. Pada tahap ini,:

  • Setiap acetyl-CoA (2C) bergabung dengan oksaloasetat (4C) untuk membentuk asam sitrat (6C).

  • Siklus ini menghasilkan 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂, dan 2 ATP melalui fosforilasi tingkat substrat.

3. Rantai Transpor Elektron dan Chemiosmosis (Di Membran Dalam Mitokondria):

• Elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ dari glikolisis dan siklus Krebs diteruskan ke rantai transpor elektron yang terletak di membran dalam mitokondria.

• H⁺ dipompa keluar dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, menciptakan gradien konsentrasi proton (H⁺).

• Oksigen (O₂) digunakan sebagai akseptor elektron terakhir untuk membentuk air (H₂O).

4. Pembentukan ATP melalui ATP Sintase:

• Gradien konsentrasi H⁺ yang terbentuk di ruang antar membran mendorong H⁺ untuk kembali masuk ke dalam matriks melalui saluran ATP sintase. Proses ini disebut chemiosmosis.

• Selama chemiosmosis, ADP dan Pi digabungkan menjadi ATP menggunakan energi yang dihasilkan oleh pergerakan H⁺ melalui ATP sintase.

• 34 ATP dihasilkan melalui proses ini.

5. Total Energi yang Dihasilkan:

• Proses respirasi seluler menghasilkan sekitar 38 ATP dari satu molekul glukosa:

  • 2 ATP dari glikolisis,

  • 2 ATP dari siklus Krebs,

  • 34 ATP dari rantai transpor elektron dan chemiosmosis.

Kesimpulan:

Respirasi seluler adalah proses yang sangat efisien dalam mengubah energi kimia dalam glukosa menjadi ATP, yang digunakan oleh sel untuk berbagai fungsi penting. Oksigen digunakan dalam respirasi aerobik untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP, sementara produk sampingan berupa karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) dibuang keluar dari sel.

Slide ini menyajikan gambaran umum dari proses respirasi seluler yang terdiri dari tiga tahap utama: glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron dengan fosforilasi oksidatif. Proses ini menghasilkan ATP, yang merupakan sumber energi utama bagi sel.

1. Glikolisis:

• Glukosa (C6H12O6), yang merupakan molekul 6 karbon, diproses dalam sitoplasma melalui proses glikolisis.

• Glikolisis mengubah glukosa menjadi 2 piruvat (C3H4O3), masing-masing terdiri dari 3 karbon.

• Pada proses ini, 2 ATP digunakan untuk mengaktifkan glukosa pada tahap awal, tetapi kemudian menghasilkan 4 ATP (sehingga menghasilkan 2 ATP neto).

• Selain itu, 2 NADH juga dihasilkan dari glikolisis, yang akan membawa elektron ke rantai transpor elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

2. Siklus Krebs (Di Mitokondria):

• Setelah glikolisis, dua molekul piruvat yang dihasilkan dipindahkan ke mitokondria dan diubah menjadi Acetyl-CoA.

• Acetyl-CoA kemudian masuk ke siklus Krebs. Dalam siklus ini:

  • 6 NADH dan 2 FADH₂ dihasilkan, yang akan digunakan untuk menghasilkan lebih banyak ATP di rantai transpor elektron.

  • 4 CO₂ dilepaskan sebagai produk sampingan dari siklus Krebs.

3. Rantai Transpor Elektron dan Fosforilasi Oksidatif:

• NADH dan FADH₂ yang terbentuk pada glikolisis dan siklus Krebs membawa elektron ke rantai transpor elektron yang berada di membran dalam mitokondria.

• Dalam proses ini, 32 ATP dihasilkan melalui chemiosmosis, yang mengandalkan gradien proton (H⁺) yang terbentuk selama proses tersebut.

• 2 ATP dihasilkan dari siklus Krebs dan 2 ATP dari glikolisis, totalnya memberikan 36 ATP neto.

Kesimpulan:

Proses respirasi seluler yang melibatkan glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron menghasilkan total 36 ATP per molekul glukosa yang digunakan oleh sel sebagai sumber energi. Ini adalah proses yang sangat efisien dalam menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk berbagai aktivitas seluler.

Slide ini menunjukkan perbandingan energi bebas (ΔG, yang diukur dalam satuan kcal) yang dihasilkan oleh tiga jalur metabolik utama: fermentasi, glikolisis anaerobik, dan respirasi seluler. Diagram ini memberikan gambaran tentang bagaimana energi yang dihasilkan selama proses-proses ini berubah pada setiap langkah.

1. Fermentasi:

• Fermentasi adalah jalur metabolik anaerobik yang mengonversi glukosa menjadi produk seperti asam laktat atau etanol tanpa menggunakan oksigen.

• Pada jalur fermentasi, energi bebas yang dihasilkan sangat terbatas. Diagram menunjukkan bahwa fermentasi menghasilkan sekitar 400 kcal energi bebas.

2. Glikolisis Anaerobik:

• Glikolisis anaerobik juga terjadi tanpa kehadiran oksigen dan menghasilkan 2 ATP untuk setiap molekul glukosa yang diproses.

• Meskipun sedikit lebih efisien daripada fermentasi, jalur ini tetap menghasilkan energi bebas yang lebih rendah dibandingkan dengan respirasi seluler, dengan sekitar 600 kcal energi bebas.

3. Respirasi Seluler:

• Respirasi seluler adalah jalur metabolik yang melibatkan glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron, yang menghasilkan energi jauh lebih besar dibandingkan fermentasi dan glikolisis anaerobik.

• Respirasi seluler menghasilkan energi bebas yang jauh lebih tinggi, mencapai sekitar 600 kcal dengan total 38 ATP yang dihasilkan.

• Setiap langkah dalam respirasi seluler memberikan keuntungan energi bebas yang lebih besar, terutama melalui proses-proses di siklus Krebs dan rantai transpor elektron, yang memanfaatkan NADH, FADH₂, dan oksigen untuk menghasilkan ATP.

Proses Langkah Demi Langkah:

• Glikolisis menghasilkan 2 ATP, 2 NADH dengan pembentukan 2 piruvat.

• Siklus Krebs yang lebih lanjut menghasilkan NADH dan FADH₂ yang membawa elektron ke rantai transpor elektron.

• Rantai transpor elektron menghasilkan sebagian besar ATP, sekitar 34 ATP, melalui chemiosmosis dan fosforilasi oksidatif.

Kesimpulan:

• Fermentasi menghasilkan sedikit energi bebas, ideal untuk situasi anaerobik tetapi tidak efisien dalam menghasilkan ATP.

• Glikolisis anaerobik menghasilkan lebih banyak energi bebas dibandingkan fermentasi, tetapi masih sangat terbatas dibandingkan dengan respirasi seluler.

• Respirasi seluler menghasilkan energi bebas yang paling banyak dan paling efisien dalam menghasilkan ATP, yang memungkinkan sel untuk melakukan banyak proses vital yang membutuhkan energi dalam jumlah besar.

Slide ini menggambarkan tahapan proses respirasi seluler yang melibatkan pemecahan makromolekul yang diperoleh dari makanan menjadi energi (ATP) melalui reaksi kimia dalam sel. Proses ini dibagi menjadi tiga tahap besar.

Tahap 1: Pemecahan Makromolekul Menjadi Subunit Sederhana:

• Pada tahap pertama ini, makromolekul yang terkandung dalam makanan, seperti protein, polisakarida (misalnya pati atau gula kompleks), dan lipid (misalnya trigliserida), dipecah menjadi subunit-subunit lebih kecil.

  • Protein dipecah menjadi asam amino.

  • Polisakarida dipecah menjadi gula sederhana, seperti glukosa.

  • Lipid dipecah menjadi asam lemak dan gliserol.

Tahap 2: Pemecahan Subunit Menjadi Asetil-KoA:

• Subunit yang dihasilkan dari tahap pertama (asam amino, glukosa, dan asam lemak) kemudian dipecah lebih lanjut untuk membentuk asetil-KoA.

  • Glikolisis adalah proses yang mengubah glukosa (gula sederhana) menjadi piruvat, yang kemudian diubah menjadi asetil-KoA.

  • Proses ini juga disertai dengan produksi sedikit ATP dan NADH, yang merupakan pembawa elektron yang penting untuk tahap berikutnya.

Tahap 3: Oksidasi Lengkap Asetil-KoA Menjadi H2O dan CO2:

• Pada tahap ketiga, asetil-KoA mengalami oksidasi penuh dalam siklus Krebs (atau siklus asam sitrat), menghasilkan CO2, H2O, dan banyak NADH.

• NADH yang dihasilkan dalam siklus Krebs mengandung energi yang akan digunakan dalam tahap berikutnya untuk menghasilkan ATP.

• Elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH2 kemudian dipindahkan ke rantai transpor elektron dalam membran dalam mitokondria, menghasilkan energi dalam bentuk ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.

• Oksigen (O2) digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan air (H2O) sebagai produk sampingan.

Produk Sampingan:

• Proses respirasi seluler menghasilkan beberapa produk sampingan, yaitu:

  1. Ammonia (NH3) sebagai hasil sampingan dari pemecahan asam amino.

  2. CO2 sebagai produk sampingan dari oksidasi asetil-KoA selama siklus Krebs.

  3. H2O yang terbentuk dari reaksi oksidasi di rantai transpor elektron.

Kesimpulan:

• Respirasi seluler adalah cara sel memperoleh energi dari makanan. Proses ini terjadi dalam tiga tahap, di mana tahap pertama melibatkan pemecahan makromolekul menjadi subunit sederhana, tahap kedua menghasilkan asetil-KoA, dan tahap ketiga menghasilkan banyak ATP melalui oksidasi asetil-KoA.

Diagram ini menggambarkan alur umum dari proses respirasi seluler yang menggunakan berbagai sumber energi, seperti glikogen, glukosa, gliserol, dan lemak (fats). Proses ini mengarah pada pembentukan ATP melalui siklus Krebs dan rantai transportasi elektron.

Alur Proses Energi:

1. Glikogen ke Glukosa:

   • Glikogen yang tersimpan dalam tubuh akan diubah menjadi glukosa melalui proses yang dikenal sebagai glikogenolisis. Glukosa ini kemudian menjadi sumber utama energi bagi sel.

2. Glukosa ke Piruvat:

   • Glukosa yang sudah dihasilkan dari glikogen akan diproses melalui glikolisis, yang terjadi di sitoplasma. Dalam proses glikolisis, satu molekul glukosa (C6H12O6) akan dipecah menjadi dua molekul piruvat (C3H4O3), sambil menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH.

3. Piruvat ke Asetil-KoA:

   • Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis kemudian diubah menjadi asetil-KoA. Asetil-KoA adalah molekul penting yang masuk ke dalam siklus Krebs untuk diproses lebih lanjut.

4. Asetil-KoA ke Siklus Krebs:

   • Asetil-KoA memasuki siklus Krebs (juga dikenal sebagai siklus asam sitrat) yang terjadi di mitokondria. Di sini, asetil-KoA akan diproses lebih lanjut, menghasilkan CO2, NADH, FADH2, dan ATP.

5. Produksi Elektron dan Proton:

   • Selama siklus Krebs, sejumlah besar elektron dan proton (H+) dibawa oleh NADH dan FADH2 yang nantinya akan digunakan dalam proses rantai transportasi elektron.

6. Sumber Energi Lain: Gliserol dan Lemak:

   • Gliserol, yang berasal dari pemecahan lemak (fats), juga dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Lemak akan dipecah menjadi asam lemak dan glycerol, yang pada gilirannya diubah menjadi acetyl-CoA dan kemudian memasuki siklus Krebs.

7. Rantai Transportasi Elektron dan Pembentukan ATP:

   • NADH dan FADH2 yang dibawa ke rantai transportasi elektron menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif. Proses ini melibatkan transfer elektron dan pembentukan gradien proton yang akhirnya digunakan untuk memproduksi ATP melalui ATP sintase.

Kesimpulan:

• Energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP selama respirasi seluler berasal dari beberapa sumber, termasuk glukosa, glikogen, lemak, dan gliserol.

• Sumber energi ini diproses melalui glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transportasi elektron untuk menghasilkan ATP yang digunakan oleh sel untuk aktivitas metabolik.

Catatan: Proses ini terjadi di dalam sel, terutama di dalam mitokondria, yang bertindak sebagai pusat produksi energi utama bagi sel.

Diagram ini menunjukkan jalur metabolisme glukosa dalam sel, yang dapat mengarah pada dua proses utama: fermentasi dan respirasi. Selain itu, jalur glukoneogenesis juga digambarkan sebagai jalur yang mengarah kembali ke glukosa.

Proses-Proses Utama yang Digambarkan:

1. Glukosa:

   • Glukosa adalah sumber utama energi yang digunakan oleh sel-sel tubuh. Glukosa dapat diperoleh dari makanan atau disintesis melalui jalur glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat).

2. Glikolisis:

   • Glukosa pertama-tama akan diproses melalui glikolisis, sebuah proses metabolik yang terjadi di sitoplasma, yang mengubah glukosa (C6) menjadi dua molekul piruvat (C3). Proses ini menghasilkan ATP dan NADH.

3. Fermentasi:

   • Jika tidak ada oksigen yang cukup untuk respirasi aerobik, sel akan melakukan fermentasi. Dalam fermentasi, piruvat yang terbentuk dari glikolisis diubah menjadi asetat atau asam laktat (tergantung jenis sel dan kondisi). Dalam fermentasi alkohol, piruvat diubah menjadi etanol dan CO2, sedangkan dalam fermentasi asam laktat, piruvat diubah menjadi asam laktat.

4. Asetil KoA:

   • Piruvat yang terbentuk dari glikolisis dapat dikonversi menjadi asetil-KoA. Asetil-KoA adalah molekul penting yang memasuki siklus TCA (Tricarboxylic Acid Cycle) atau siklus Krebs, yang berlangsung di mitokondria.

5. Siklus TCA dan Siklus Glioxilat:

   • Asetil-KoA masuk ke dalam siklus TCA (juga dikenal sebagai siklus Krebs atau siklus asam sitrat), yang merupakan bagian dari respirasi seluler untuk menghasilkan ATP lebih banyak dengan bantuan oksigen. Selain itu, siklus glioxilat merupakan variasi siklus TCA yang memungkinkan organisme tertentu, seperti tumbuhan dan mikroba, untuk menghasilkan glukosa dari asetil-KoA.

6. Respirasi:

   • Jika oksigen tersedia, asetil-KoA memasuki respirasi aerobik (melalui siklus TCA dan rantai transportasi elektron) untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP yang besar. Proses ini menghasilkan CO2 dan H2O sebagai produk sampingan, serta energi dalam bentuk ATP.

Kesimpulan:

• Glukoneogenesis adalah jalur pembentukan glukosa dari sumber non-karbohidrat.

• Glikolisis adalah jalur pemecahan glukosa menjadi piruvat, menghasilkan sedikit ATP.

• Jika oksigen tidak tersedia, sel akan melakukan fermentasi, menghasilkan asetat atau asam laktat, dan sedikit ATP.

• Jika oksigen ada, asetil-KoA diubah melalui siklus TCA dan rantai transportasi elektron, menghasilkan banyak ATP dan produk sampingan seperti CO2 dan H2O.

Diagram ini menggambarkan fleksibilitas metabolisme sel dalam mengatur sumber energi yang digunakan, tergantung pada kondisi oksigen yang tersedia.

Diagram ini menunjukkan hubungan antara berbagai konsep yang terlibat dalam respirasi sel. Diagram ini memberikan gambaran umum tentang proses respirasi sel dan hubungannya dengan beberapa konsep terkait.

Elemen Utama dalam Diagram:

1. Cellular Respiration (Respirasi Sel)

   • Respirasi sel adalah proses penting dalam sel yang menghasilkan energi. Proses ini terjadi di sitoplasma dan mitokondria sel, dua lokasi yang sangat penting untuk metabolisme energi.

2. Kategori Proses:

   • Respirasi sel adalah proses yang mengonversi glukosa menjadi energi yang dapat digunakan oleh sel.

   • Ini adalah bagian dari kategori katabolisme, yaitu proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi.

3. Karakteristik dari Mamalia dan Organisme Tinggi:

   • Respirasi sel adalah karakteristik utama pada mamalia dan organisme tingkat tinggi lainnya. Proses ini sangat penting untuk memenuhi kebutuhan energi bagi fungsi sel tubuh.

4. Berhubungan dengan Sistem Respirasi:

   • Respirasi sel berinteraksi dengan sistem respirasi organisme. Sistem respirasi berfungsi untuk menyediakan oksigen (O2), yang dibutuhkan dalam respirasi sel untuk pembakaran glukosa dan menghasilkan energi (ATP).

   • Respirasi sel juga berkontras dengan sistem respirasi, yang berfokus pada pengambilan oksigen dan pembuangan karbon dioksida dalam tubuh.

5. Proses yang Terlibat dalam Respirasi Sel:

   • Respirasi sel melibatkan dua tahap utama: Glikolisis (proses pemecahan glukosa di sitoplasma) dan Siklus Krebs (terjadi di mitokondria), yang keduanya berperan penting dalam menghasilkan ATP.

Kesimpulan:

• Respirasi sel adalah proses penting dalam sel untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk aktivitas sel. Proses ini terjadi di sitoplasma dan mitokondria.

• Glikolisis dan Siklus Krebs adalah dua proses utama yang terlibat dalam respirasi sel.

• Respirasi sel berhubungan erat dengan sistem respirasi, yang menyediakan oksigen yang diperlukan untuk metabolisme energi sel.

Diagram ini memberikan pemahaman tentang bagaimana respirasi sel berfungsi dalam konteks keseluruhan sistem biologis organisme, termasuk interaksi dengan sistem respirasi tubuh secara keseluruhan.

Pada slide ini, kita melihat diagram alur yang menggambarkan proses respirasi sel dan bagaimana elektron serta ion hidrogen (H⁺) bergerak melalui berbagai tahap untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

Penjelasan Diagram:

1. Glikolisis:

   • Proses dimulai dengan glukosa (molekul gula 6 karbon) yang masuk ke dalam jalur metabolisme.

   • Dalam glikolisis, glukosa dipecah menjadi dua molekul asam piruvat (3 karbon).

   • Pada tahap ini, ada penghasilan ATP secara langsung dan pembentukan elektron pembawa seperti NADH yang akan digunakan pada tahap selanjutnya.

2. TCA Cycle (Siklus Asam Sitrat/Krebs):

   • Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis kemudian diubah menjadi Asetil CoA yang akan memasuki TCA Cycle atau Siklus Krebs.

   • Di dalam siklus ini, Asetil CoA diolah menjadi beberapa molekul, dan CO₂ serta elektron pembawa (seperti NADH dan FADH₂) dihasilkan, yang nantinya akan digunakan dalam rantai transportasi elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.

   • Siklus Krebs juga mengeluarkan ATP melalui mekanisme substrate-level phosphorylation.

3. Rantai Transportasi Elektron (Electron Transport Chain):

   • Elektron pembawa (NADH dan FADH₂) yang dihasilkan dari glikolisis dan siklus Krebs akan dipindahkan ke rantai transportasi elektron yang terdapat di membran mitokondria.

   • Di sini, elektron dipindahkan melalui serangkaian kompleks protein, yang pada gilirannya menggerakkan pompa proton (H⁺), menghasilkan gradien konsentrasi ion hidrogen di dalam membran mitokondria.

   • Gradien konsentrasi H⁺ ini kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP melalui oksidasi fosforilasi.

Kunci dan Simbol:

• Komponen organik digambarkan oleh simbol kotak yang mewakili berbagai senyawa, seperti glukosa, piruvat, Asetil CoA, serta berbagai senyawa lain dalam siklus Krebs.

• Pembawa elektron (seperti NADH dan FADH₂) digambarkan dengan simbol segitiga dan menunjukkan peran mereka dalam mentransfer elektron untuk menghasilkan energi.

• Ion hidrogen (H⁺) digambarkan dengan simbol panah merah yang menunjukkan pergerakannya melalui membran dan kontribusinya dalam pembentukan ATP.

Kesimpulan:

• Respirasi sel adalah proses yang terjadi di sitoplasma dan mitokondria, yang mengubah glukosa menjadi energi (ATP) dengan menggunakan oksigen.

• Tahap pertama, glikolisis, menghasilkan piruvat dan sedikit ATP.

• Siklus Krebs menghasilkan banyak elektron pembawa dan beberapa ATP, yang kemudian digunakan dalam rantai transportasi elektron untuk menghasilkan ATP dalam jumlah besar melalui oksidasi fosforilasi.

• Diagram ini memberikan gambaran lengkap tentang bagaimana energi dihasilkan melalui proses metabolik yang kompleks ini.