ENERGI, KATALIS DAN BIOSINTESIS


ENERGI
 Energi adalah kemampuan untuk melakukan aktivitas
 Sistem hayati merupakan sistem terbuka yang mampu memanfatkan energi dari luar sistem dan dipergunakan untuk berbagai aktivitas dalam sistem tsb dan sebagian dibebaskan keluar dari sistem.
 Sinar matahari dipergunakan sebagai sumber energi pertama bagi kehidupan dan energi tsb mampu diubah oleh organisme menjadi bentuk energi kimia yang terikat dalam molekul tertentu.
 Biomolekul tertentu berperan dalam mengubah bentuk energi cahaya menjadi energi kimia.

 Klorofil merupakan biomolekul utama yang mampu mengubah energi cahaya Menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Klorofil hanya dimiliki sel tumbuhan, algae dan bakteri fototrof.
 Fotosintesis melibatkan dua tahapan reaksi utama. Reaksi tahap pertama menghasilkan molekul pengikat energi yang berasal dari sinar matahari, yakni ATP dan NADPH.Tahap kedua sintesis gula dari melekul air dan CO2 dengan menggunakan energi ATP dan NADPH.
 Produk fotosintesis, berupa gula dan molekul organik lainnya, dapat dimanfaatkan oleh sebagian besar organisme untuk menghasilkan senyawa pengikat energi, ATP, melalui mekanisme respirasi seluler. ATP menyediakan energi untuk biosintesis berbagai biomolekul dan aktifitas sel lainnya
 Aliran energi dan materi dari organisme kelingkungan dan sebaliknya merupakan bagian dari Hukum Thermodinamika (I dan II).
 Gula (glukosa) merupakan molekul sentral yang menghubungkan fotosintesis dan respirasi. Gula juga merupakan senyawa antara berbagai jenis biomolekul lainnya dan penghasilkan sejumlah ATP yang diperlukan untuk biosintesis.
 Kloroplas merupakan organel spesifik dalam sel tumbuhan dan sel fotosintetik lainnya. Organel ini mengandung senyawa klorofil yang memberikan warna hijau.

 Kloroplas diselubungi membran luar dan dalam. Bagian dalam membentuk struktur vesikel berlapis (granum) yang dibentuk dari membran tilakoid tempat bersemayamnya klorofil. Stroma merupakan cairan yang terdapat dalam kloroplas dan berisikan enzim-enzim yang berperan dalam fiksasi CO2 dan sisntesis amilum.
 Fotosintesis terjadi pada panjang gelombang yang berbeda-beda. Penyerapan sinar oleh tiga pigmen fotosintetik terjadi pada daerah panjang gelombang yang berbeda. Klorofil b menyerap panjang gelombang 650 nm, sedang klorofil a pada 680 nm
MITIKONDRIA
 Mitokondria merupakan organel yang mampu mengkonversi energi dari bahan makanan menjadi puluhan kilogram ATP perhari untuk memenuhi kebutuhan biologis sel dan aktivitas tubuh manusia.
 Mitokondria dapat disebut sebagai “power house” karena fungsinyai sebagai organel yang berperan menghasilkan energi kimia bagi sitem hayati.
 Mitokondria juga merupakan organel multi fungsi dan bertanggungjawab terhadap berbagai rantai reaksi metabolisme, seperti: siklus Kreb, siklus urea dan bisintesis lemak.
 Mitokondria yang dijumpai dalam sel bukan merupakan hasil pembentukan secara de novo tetapi merupakan hasil pembelahan dari mitokondria yang telah ada.
 Mitokondria diduga berasal dari endosimbiosis sel prokariot dan sel eukariot. Selain ditemukannya DNA mitokondria (mtDNA) juga adanya struktur membran dua lapis, membran luar (outer) dan dalam (inner).
 Membran luar mitokondria bersifat lebih permeabel dari pada membran dalam. Berbagai protein membran terdapat dalam membran dalam yang berfungsi untuk membantu keluar masuknya molekul, dan protein yang terlibat dalam proses transpot elektron dan fosforilasi oksidatif untuk sintesis ATP. Bagian matriks berisi cairan mitokondria yang mengandung berbagai enzim untuk metabolisme, mtDNA, ribosom, RNA, tRNA dll.
 Oriantasi membran dan arah pergerakan proton (ion H+) pada bakteri, kloroplas dan mitokondria juga terkait dengan posisi kompleks protein F0F1 ATPase atau ATP sintase.
 Kompleks ATP sintase terdiri dari berbagai protein subunit, baik pada kompleks F0 yang terbenam di membran dalam mitokondria maupun kompleks F1 yang terdapat pada bagian sitosol (bakteri), stroma (kloroplas) dan matriks (mitokondria).Bagian tengah dari kompleks proein tsb membentuk saluran untuk keluar masuknya proton, sedang sisi lain pada F1 untuk mensintesis ATP dari ADP.
KATALITIK
 Dalam proses penghasilan energi dalam sistim hayati dilukan berbagai reaksi katalitik yang melibatkan enzim, misalnya lisosim. Lisosim memiliki sisi katalitik yang mampu mengenal substratnya dan melakukan pemutusan ikatan kovalen pada bagian subtrat tsb, dalam hal ini rangkaian polisakarida.
 Reaksi katalitik umumnya melibatkan kerja enzim yang mampu mengubah substrat menjadi produknya tanpa menyebabkan perubahan pada molekul enzim tsb.
 Reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi, namunkecepatan reaksi tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, enzim dan kondisi lingkungan (suhu, pH, aktivator dll).

BIOSINTESIS
Transfer energi bukan satu-satunya proses utama yang mendukung sistem hayati, tetapi juga proses sintesis molekul penyusun organisme yang berasal dari molekul-molekul sederhana (building blocks) yang diperoleh dari hasil perombakan molekul kompleks. Pada proses tsb juga tidak lepas dari proses pertukaran energi.

0 komentar:

Poskan Komentar