Tugas Biopsikologi "METABOLISME SEL"


 Blog pertama untuk memenuhi tugas Biopsikologi, semoga bermanfaat :)

KEHIDUPAN SEL :

METABOLISME SEL

1.1   KEADAAN LINGKUNGAN SEL
1.2   KOMPOSISI CAIRAN EKSTRA SEL (CES)
1.3   DIFUSI
1.4   OSMOSIS
1.5   TRANSPOR AKTIF
1.6   ENDOSITOSIS
1.7   EKSOSITOSIS
1.8   ENZIM

Sel adalah suatu mesin kimia. Sel memperoleh bahan dan energi dari lingkungannya dan mengubahnya didalam sel melalui proses kimia yang merupakan metabolisme dari sel-sel tersebut. Pada akhirnya sel-sel tersebut mengembalikan sebagian dari hasil akhir proses itu kepada lingkungannya.

1.1   KEADAAN LINGKUNGAN SEL
Apakah yang merupakan lingkungan sel-sel itu? Lingkungan suatu sel selamanya berupa cairan. Hal ini jelas jika kita ingat akan amuba yang hidup di dalam kolam. Tetapi bila kita ingat akan sel-sel organisme darat multiseluler seperti pohon atau manusia, hal ini tidak dapat terlihat dengan jelas. Meskipun demikian, tiap sel hidup dari organisme ini dikelilingi oleh suatu cairan. Sebagai contoh sel-sel badan kita terdapat di dalam cairan interstisium yang berasal dari darah. Tetapi anda dapat bertanya, bagaimana dengan kulit saya? Sel kulit yang terletak paling luar adalah sel-sel mati. Di bawah lapisan sel-sel mati inilah terdapat sel-sel hidup yang sebagaimana halnya dengan sel hidup lainnya, selalu berada di dalam suatu cairan. Dan kenyataannya di mana terdapat sel-sel hidup yang langsung berhubungan dengan dunia luar, seperti pada epitel yang melapisi saluran-saluan pernapasan dan kornea mata, ada sel kelenjar yang selalu menjaga agar permukaan tersebut tetap basah. Nama umum dari cairan yang mengelilingi sel-sel itu adalah cairan ekstra sel atau CES. Tiap molekul atau ion yang diperlukan suatu sel diperoleh dari cairan ekstra sel ini dan hasil atau limbah yang dibuat oleh sel itu ditampung dalam cairan tersebut.

1.2   KOMPOSISI CAIRAN EKSTRA SEL (CES)
Komponen utama dari CES adalah air. Di dalam pelarut ini terdapat molekul-molekul dan ion-ion yang diperlukan sel-sel dalam melaksanakan fungsinya yaitu:
  1. Gas, yang paling penting adalah oksigen dan karbondioksida.
  2. Berbagai ion anorganik, di antaranya terdapat ion-ion natrium (Na+), klor (Cl–), kalium (K+), kalsium (Ca++), bikarbonat (HCO3–) dan fosfat (PO4=) dalam jumlah yang berarti. Sejumlah ion lainnya terdapat dalam jumlah yang sangat kecil. Beberapa di antaranya yaitu Cu++, Zn++, Mn++, dan Co++ yang disebut unsur runut, diperlukan dalam aktivitas enzim-enzim tertentu. Yodium terdapat di dalam hormon tiroksin. Ion fluor (F–) diperlukan dalam jumlah kecil untuk memperkuat bagian yang mengandung mineral dari gigi dan tulang, serta mutlak diperlukan dalam proses pertumbuhan tikus.
  3. Zat-zat organik seperti makanan dan vitamin. Makanan adalah zat organik yang merupakan sumber energi bagi sel dan sumber bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perbaikan sel. Lipid, asam amino, dan gula termasuk dalam golongan ini. Vitamin adalah molekul organik kecil yang tidak dapat dibuat dari makanan oleh organisme, dan diperlukan dalam jumlah kecil. Vitamin bukan merupakan sumber energi atau pertumbuhan sel, tetapi melaksanakan tugas metabolik khusus tertentu dari sel. Beberapa vitamin merupakan gugus prostetik dari suatu enzim.
Di samping tigas jenis komponen tersebut di atas, cairan ekstra sel mengandung juga hormon. Hormon-hormon adalah molekul-molekul yang dihasilkan oleh sel-sel tertentu dan dikeluarkan ke dalam cairan ekstra sel dan yang mempengaruhi aktivitas metabolisme sel-sel lain. Cairan ekstra sel juga berfungsi untuk mengangkut limbah dari sel. Pada hewan, limbah yang utama adalah limbah metabolisme protein dan asam nukleat. Limbah yang mengandung nitrogen seperti amonia dan urea merupakan zat yang toksis dan kadarnya di dalam CES tidak boleh melebihi takaran tertentu.
Konsentrasi ion hidrogen (pH) dari CES dan suhunya juga merupakan faktor penting bagi kesehatan sel. Jika pH daerah manusia berada di luar batas 7,34 – 7,44, maka akan terjadi gangguan metabolik yang berat. Suhu CES manusia dalam keadaan normal berkisar lebih kurang 10C dari 37,50C (98,60F).
Kita sekarang akan mempelajari cara-cara bagaimana sel tukar-menukar zat dengan CES. Mekanisme pertukaran zat ini terjadi melalui lima proses, yaitu: difusi, osmosis, transfor aktif, endositosis, dan eksositosis.

1.3   DIFUSI
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.
Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:
  • Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.
  • Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.
  • Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.
  • Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.
  • Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya
Dalam mengambil zat-zat nutrisi yang penting dan mengeluarkan zat-zat yang tidak diperlukan, sel melakukan berbagai jenis aktivitas, dan salah satunya adalah difusi. Ada dua jenis difusi yang dilakukan, yaitu difusi biasa dan difusi khusus.
Difusi biasa terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophobic atau tidak berpolar / berkutub. Molekul dapat langsung berdifusi ke dalam membran plasma yang terbuat dari phospholipids. Difusi seperti ini tidak memerlukan energi atau ATP [Adenosine Tri-Phosphate].
Difusi khusus terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophilic atau berpolar dan ion. Difusi seperti ini memerlukan protein khusus yang memberikan jalur kepada partikel-partikel tersebut ataupun membantu dalam perpindahan partikel. Hal ini dilakukan karena partikel-partikel tersebut tidak dapat melewati membran plasma dengan mudah. Protein-protein yang turut campur dalam difusi khusus ini biasanya berfungsi untuk spesifik partikel.

1.4   OSMOSIS
Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.
Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel.


Osmosis merupakan difusi air melintasi membran semipermeabel dari daerahdimana air lebih banyak ke daerah dengan air yang lebih sedikit . Osmosis sangatditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air , yang menggambarkankemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, di bawahkondisi yang sama. Energi bebas zuatu zat per unit jumlah, terutama per berat grammolekul (energi bebas mol-1) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarutkurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusicenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menujudaerah yang berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).

Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan kedalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organismemultiseluler, air bergera dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air,molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga mudah melewatimembran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengankonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jikakonsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan(Anonim, 2009).

Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkanmolekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut; dinding sel primer biasanyasangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhanmemungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yangmenimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbultekanan didalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darahmerah dimasukkan dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkantumbuhan yang tidak berkayu (Salisbury, 1995).

Prinsip osmosis: transfer molekul solvent dari lokasi hypotonic (potensirendah) solution menuju hypertonic solution, melewati membran. Jika lokasihypertonic solution kita beri tekanan tertentu, osmosis dapat berhenti, atau malah berbalik arah (reversed osmosis).Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut sebagai osmotic press.Jika dijelaskan sebagai konseptermodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai proses perubahan entrropi.Komponen solvent murni memiliki entropi rendah, sedangkan komponen berkandunagn solut tinggi memiliki entropi yg tinggi juga. Mengikuti Hukum TermoII: setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, makasolvent akan mengalir menuju tempat yg mengandung solut lebih banyak, sehinggatotal entropi akhir yang diperoleh akan maksimum.Solvent akan kehilangan entropi,dan solut akan menyerap entropi. “Orang miskin akan semakin miskin, sedang yangkaya akan semakin kaya”. Saat kesetimbangan tercapai, entropi akan maksimum, ataugradien (perubahan entropi terhadap waktu) = 0. Ingat: pada titik ekstrim, dS/dt = 0(Wibosono, 2009)

1.5   TRANSPOR AKTIF
Transpor aktif adalah pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula.
  • Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
  • Misal perpindahan air dari korteks ke stele melalui endodermis yang tekanan osmotiknya rendah
  • Transpor aktif merupakan transpor yang mengkonsumsi atau menggunakan energi untuk mengeluarkan dan/atau memasukkan ion-ion dan molekul melalui membran sel, melawan perbedaan konsentrasi . gradasi konsentrasi
  • Ini menunjukkan, bahwa sel pada suatu waktu tidak dapat hanya mengandalkan difusi dan osmosis untuk memperoleh keperluan hidupnya , namun juga perlu memasukkan materi secara transport altif yang mengabaikan osmosis dan difusi
  • Energi diperlukan karena ada zat yang harus dipindahkan melawan kecenderungan alami berdifusi ke arah yang berlawanan.
  • Berbeda dengan difusi yang dapat berjalan ke dua arah, transpor aktif merupakan gerakan satu arah dan dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel.
  • Muatan listrik ini terutama ditentukan oleh ion-ion Natrium (Na+), Kalium (K+), dan ion klor (Cl-). Keluar masuknya ion Na+, dan K+ dilakukan oleh pompa natrium-kalium (pompa Na+-K-) dengan menggunakan energi yang diperoleh dari ATP (adenosin triphospate).
  • Pompa Na+- K- bekerja memompa ion Na+ ke luar sel dan memasukkan ion K- ke dalam sel.
  • Konsentrasi ion K+ yang tinggi diperlukan untuk sintesis protein, glikosis, fotosintesis dan proses vital lainnya.
  • Keberadaan ion-ion Na+ dan K+ penting untuk mengendalikan pengaturan osmosis, mempertahankan kegiatan listrik dalam sel saraf dan memacu transpor aktif bagi zat-zat lain seperti glukosa dan asam amino.
  • Dalam beberapa hal, kombinasi antara transpor aktif dan difusi dapat terjadi.
Transpor aktif terjadi melawan kemiringan konsentrasi, sehingga melibatkan energi. Transpor aktif melibatkan reseptor dan transporter.
Transpor aktif terdiri dari :
  1. Uniport, jika macam zat dan arahnya satu.
  2. Symport, jika macam zat dua dan arah sama.
  3. Antiport, jika macam zat dua dan arah berbeda.

1.6   ENDOSITOSIS
Endositosis berarti transpor makromolekul dan juga materi lain yang sangat kecil ke dalam sel. pada saat melakukan endositosis sel akan membentuk vesikula baru dari membran plasma. pada dasarnya langkah-langkahnya berkebalikan dengan Eksositosis. sebagian kecil permukaan plasma akan terbenam membentuk kantong. kantong ini lama-kelamaan akan terbenam kedalam sel dengan materi dari luar sel yang terperangkap di dalamnya. Endositosis memiliki peranan penting bagi metabolisme sel, endositosis juga dapat meregulasi berbagai macam proses, seperti pengambilan nutrisi, adhesi dan migrasi sel, reseptor sinyal, masuknya patogen, neurotransmisi, presentasi antigen, polaritas sel, mitosis, pertumbuhan dan diferensiasi, dan masuknya obat.

Terdapat tiga jenis endositosis, yaitu :
  1. Fagositosis ("pemakanan seluler") merupakan proses di mana sel menelan suatu partikel dengan kaki semu (pseudopod) yang membalut di sekeliling partikel tersebut dan membungkusnya di dalam kantong berlapis-membran yang cukup besar untuk bisa digolongkan sebagai vakuola. partikel itu dicerna setelah vakuola bergabung dengan lisosom yang mengandung enzim hidrolitik.
  2. Pinositosis ("peminuman seluler") merupakan proses di mana sel "meneguk" tetesan fluida ekstraseluler dalam vesikula kecil.  Karena salah satu atau seluruh zat terlarut yang larut dalam tetersan tersebut dimasukkan ke dalam sel, pinositosis tidak bersifat spesifik dalam substansi yang ditranspornya.
  3. Endositosis yang diperantarai oleh reseptor, membutuhkan reseptor yang disebut ligan.
1.7   EKSOSITOSIS
Eksositosis adalah kebalikan endositosis. Pada sel-sel yang mengeluarkan protein dalam jumlah yang banyak, protein tersebut pertama-tam berkumpul didalam sebuah kantung yang dilapisi membran didalam aparat golgi, yang kemudian bergerak ke permukaan sel dimana membrannya lalu melekat pada membran sel dan mengosongkan isinya keluar. Sel-sel yang melapisi usus kita, mensintesis butir-butir lemak kecil dan mengeluarkannya dengan eksositosis. Ada kemungkinan beberapa vakuola-vakuola tidak mengumpulkan bahan dengan endositosis tetapi mengeluarkan dengan eksositosis. Dengan kata lain vakuola endosistik yang terbentuk pada satu permukaan sel, setelah lepas, dapat bergerak dalam sel ke permukaan yang dan mengeluarkan isinya.

1.8   ENZIM
Enzim adalah molekul yang sebagian besar berupa protein yang berfungsi sebagai katalis biologis. Enzim memiliki tiga karakteristik utama. Pertama, meningkatkan laju reaksi seluler. Berkat enzim, kebanyakan reaksi seluler berlangsung satu juta kali lebih cepat daripada tanpa kehadiran enzim. Kedua, enzim bekerja secara khusus hanya dengan reaktan tertentu (disebut substrat) untuk menghasilkan produk. Enzim mengikat untuk sementara satu atau lebih reaktan untuk menurunkan jumlah energi aktivasi yang diperlukan sehingga mempercepat reaksi. Karakteristik ketiga dan yang paling luar biasa adalah enzim diatur dari keadaan aktivitas rendah ke aktivitas tinggi dan sebaliknya.
Sebuah sistem hidup mengontrol aktivitasnya melalui enzim. Ada sekitar 3.000 enzim yang secara genetik diprogram untuk memelihara kelangsungan hidup. Jika satu enzim saja hilang atau rusak, dampaknya bisa terjadi bencana.

PELEPASAN ENERGI DALAM SEL

2.1 ANABOLISME DAN KATABOLISME
2.2 GLIKOLISIS
2.3 FERMENTASI ASAM LAKTAT
2.4 FERMENTASI ALKOHOL

2.1 ANABOLISME DAN KATABOLISME
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
1.      Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).
Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.

Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz.

2. Pigmen Fotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.

Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain :
1.   Gen :
bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki 
    klorofil.
2.   Cahaya : 
    beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, 
    tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3.   Unsur N. Mg, Fe : 
    merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4.   Air :
    bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.

Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
                             (glukosa)

Contoh Fermentasi : C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
                               (glukosa) (etanol)

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)

2.2 GLOKOLISIS
Peristiwa perubahan :
Glukosa => Glulosa - 6 - fosfat => Fruktosa 1,6 difosfat Þ
3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :
1.1. 2 molekul asam piravat.
1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi.
1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis:
    Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
    10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
    2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.

Fermentasi
Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut
melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob.
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.

2.3 FERMENTASI ASAM LAKTAT
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
enzim
Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
piruvat
dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.

2.4 FERMENTASI ALKOHOL
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.
Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
Reaksinya :
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
2. Dekarbeksilasi asam piruvat.
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol
(etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2HsOH + 2 NAD.
alkohol dehidrogenase
enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi


PEMBELAHAN SEL

3.1 KESINAMBUNGAN GENETIK SEL
3.2 MITOSIS
3.3 MEIOSIS

3.1 KESINAMBUNGAN GENETIK SEL
Salah satu paham yang paling berharga dari para biologiwan abad kesembilan belas ialah bahwa sel di bumi ini berasal dari sel yang sudah ada lebih dahulu. Mikro-organisme bersel satu apapun yang kita permasalahkan, benar adanya seperti misalnya khamir (yeast) atau setiap sel jaringan (umpamanya sel darah) suatu organisme multiseluler. Setiap sel dalam tubuh kita berasal dari sel sampai kepada telur yang dibuahi dan dari situlah kehidupan kita dimulai. Hal itu dihasilkan sel sperma dari bapak kita dan sel telur dari ibu kita. Pada gilirannya sel-sel tersebut berasal dari sel-sel lain di dalam tubuh mereka, dan seterusnya.
Masalah pokok mengenai reproduksi sel dapat dilihat lebih jelas pada organisme uniseluler. Satu sel khamir yang ditanamkan pada medium yang sesuai akan segera menghasilkan beribu-ribu keturunan. Dan, kecuali suatu kebetulan yang kadang terjadi setiap sel dari keturunan ini akan bersifat sama dalam hal struktur dan fungsinya sebagaimana yang dimiliki sel pertama.
Kesinambungan sifat-sifat ini dari satu generasi sel kepada yang berikutnya dimanfaatkan secara baik dalam industri minuman alkohol. Rasa bir atau “ale” bergantung kepada beberapa faktor, salah satu yang terpenting di antaranya ialah galur (strain) khamirnya yang khusus digunakan dalam proses fermentasi. Dalam hal yang amat khusus, beberapa ratus kilo sel khamir dimasukkan ke dalam tong yang berisi berbagai ramuan, termasuk karbohidrat sebagai sumber energi. Sesudah empat atau lima hari, banyaknya khamir dalam tong itu akan berlipat tiga atau empat kali. Sebagian dari populasi ini diambil dari campuran tersebut dengan hati-hati dan disimpan untuk dipakai memulai pembuatan bir atau ale berikutnya. Setiap saat diamati dengan seksama agar galur khamirnya tidak tercemar oleh mikroorganisme lain. Karena tindakan pencegahan seperti itu maka satu galur khamir dapat dipakai selama berpuluh tahun untuk menghasilkan ale atau bir yang istimewa. Bahkan laju pertumbuhan yang rendah sekalipun, setelah kira-kira 20 tahun sel-sel itu digunakan masih diperoleh 3000 generasi—namun sifat-sifat sel-sel khamir yang asli tetap tidak berubah.
Sel khamir dalam contoh kita ini menghasilkan keturunan secara reproduksi aseksual. Semuanya berbai warisan genetik yang identik karena masing-masing dihasilkan oleh pembelahan terus-menerus dari sel-sel yang mula-mula dimasukkan ke dalam tong. Setiap sel itu disebut anggota klon yang sama.
Maka masalahnya ialah menerangkan sifat memperbanyak diri pada sel. Sebelumnya kita ketahui cara Boveri memperagakan adanya blueprint, kebakaan dalam nukleus. Bagian apa dalam nukleus itu yang menyimpannya? Bila sel berbelah, bagaimana informasi yang tersimpan dalam kebakaan itu diteruskan kepada sel anak? Seperti yang akan dipelajari selanjutnya, jawaban terhadap pertanyaan pertama ialah kromosom.
3.2 MITOSIS
Jaringan yang mudah untuk ditelaah mitosis ialah meristem pada titik tumbuh akar bawang. Mewarnainya dengan zar pewarna yang sesuai akan tampak kromosom-kromosom dalam sel-sel yang membelah diri.
Sel akar bawang yang baru terbentuk terisi 16 kromosom 8 di antaranya pada mulanya disumbangkan oleh “bapak” tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang menyediakan gamet jantan. Kromosom ini sering dinamai kromosom paternal. Sisa yang 8 lagi semula disediakan oleh “indung” bawang, yaitu bawang yang menghasilkan telur. Inilah kromosom maternal. Untuk setiap kromosom maternal ada kromosom paternal yang amat mirip dengan yang pertama tadi. Kromosom-kromosom yang serupa ini merupakan pasangan homolog, setiap anggota suatu pasangan homolog tertentu acap kali disebut homolog anggota lainnya pasangan tersebut.
Apabila sel tidak sedang dalam proses membelah diri, kromosom-kromosom (yang tersimpan di dalam nukleus) tidak tampak dengan bantuan mikroskop cahaya. Terlalu lembut untuk dapat menyerap zat warna banyak-banyak dan menyingkapkan sifat alamiahnya yang sejati. Manakala kromosom itu dalam keadaan seperti ini, kadang-kadang secara bersama disebut kromatin. Dari segi kimia, kromatin terdiri atas DNA dan protein dalam jumlah yang kira-kira sama, bersamaan dengan sedikit RNA.
Pada banyak sel, termasuk bawang, satu atau lebih dari kromosom itu mempunyai nukleolus. Ini dapat diamati dengan mikroskop biasa. Keadaan yang amat lembut ini pada kromosom selama masa antara pembelahan sel tidak seharusnya menggambarkan mereka itu lembam pada saat itu. Malah sebaliknya, mereka itu aktif benar dalam sintesis RNA dan, sejenak sebelum pembelahan sel berikutnya, juga dalam sintesis DNA. Sebenarnya, kandungan DNA menjadi dua kali di antara pembelahan-pembelahan sel.
Berbagai kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi ke dalam empat fase yang berurutan: profase, metafase, anafase, dan telofase. Masa di antara pembelahan-pembelahan disebut interfase. Penting untuk menyadari bahwa fase-fase ini hanyalah merupakan cara yang mudah untuk memerikan mitosis. Proses sebenarnya meliputi (dengan beberapa perkecualian) urutan kejadian yang sinambung yang melebur sesamanya dengan mulusnya. Fotomikgraf merupakan ambilan kilas/ “snapshot” mengenai berbagai fase tersebut. Film akan merupakan apresiasi yang lebih baik terhadap proses ini.
Profase. Permulaan mitosis ditandai dengan beberapa perubahan. Nukleolus mulai menghilang sedangkan kromosomnya mulai timbul. Untaian kromosom yang semula meluas menjadi pilinan (heliks). Dengan demikian, untaian itu lebih pendek dan lebih tebal jadinya sehingga tampak lebih nyata. Pada waktu itu membran nuklir mulai mengembang.
Pentingnya penggandaan kandungan DNA sel tersebut sebelum mitosis kini menjadi nyata. Masing-masing dari 16 kromosom (8 pasang homolog) yang ada dalam sel yang semula terbentuk kini timbul kembali, berganda. Duplikatnya saling melekat di daerah khusus pada masing-masing yang dinamai sentromer (juga disebut kinetokor). Walau bukan istilah teknis, kromosom-kromosom yang diduplikasi ini dapat dikatakan membentuk dublet. Kebiasaan yang praktis ialah menamakan seluruh struktur itu kromosom dan setiap untaiannya disebut kromatid seasal. Sayang sekali terminologi ini mengaburkan kenyataan bahwa setiap anggota dublet itu ekuivalen dengan kromosom yang diterima selnya ketika terbentuk oleh mitosis sebelumnya. Dalam hal ini, sel bawang dalam profase mempunyai kromosom sejumlah 32 dan bukan 16 yang terdiri atas 8 pasang dublet homolog.
Metafase. Metafase ditandai dengan munculnya gelendong. Struktur ini terjadi dari sebaris mikrotubula yang meluas di antara ujung-ujung atau “kutub” sel tersebut. sentromer setiap dublet mulai terikat pada sekumpulan mikrotubula dan berpundah ke suatu titik di tengah-tengah antara kutub-kutub. Ujung lepas kromosom dapat secara acak arahnya, tetapi semua sentromer terletak persis dalam suatu bidang di “ekuator”.
Anafase. Anafase dimulai ketika kromosom yang terduplikasi dari setiap dublet saling berpisahan. Kini bergerak memisah, masih pada gelendong, dan bergerak ke kutub berlawanan, sambil menghela ujung-ujungnya yang lepas di belakangnya. Metafor tampaknya jitu karena ujung-ujung yang bebas kromosom tersebut kini membalik ke arah ekuator seolah-olah adanya geseran dengan sitoplasma di sekitarnya menghalangi geraknya menuju kutub.
Telofase. Telofase kira-kira merupakan kebalikan dari profase. Begitu sampai ke kutub maka kromosom mulai membuka gulungannya. Nukleus timbul kembali. Membran nuklir mulai membentuk sekitar kromosom. Akhirnya, struktur yang disebut lempengan sel muncul di ekuator. Dinding sel di setiap sel sisi lempengan sel disekresi dan dengan demikian selesailah pembelahan sel.
Interfase. Para ahli sitologi merasa mudah untuk membedakan tiga periode selama interfase. Begitu mitosis itu lengkap, maka sel mulai periode tumbuh (disebut G1). Hal ini diikuti dengan periode (S) sintesis DNA dan selama itu kromosom terduplikasi. Kemudian periode tumbuh kedua (G2) terjadi sebelum mitosis berikutnya (M). Keempat periode ini dalam kehidupan sel berbelah merupakan “siklus sel”.
Mitosis, seperti yang dikemukakan di atas tadi, ditemukan di antara tumbuhan secara universal. Juga sel hewan berbelah dengan mitosis. Fase-fasenya sama dengan yang kita jumpai pada tumbuhan, dan perilaku kromosomnya sama saja. Akan tetapi, ada dua perbedaan mencolok yang dapat diamati. Satu di antaranya ialah timbulnya aster. Sel-sel hewan mengandung sentriol, dan pada profase sentriol ini berpindah ke sisi berlawanan pada nukleusnya. Di sini dapat membantu mengatur pembentukan gelendong. Sekitar setiap sentriol juga berkembang suatu sistem serat yang memancar, yaitu aster. Fungsinya belum diketahui. Perbedaan kedua ialah tidak adanya lempengan sel yang terbentuk pada mitosis sel hewan. Sebaliknya, pada telofase, muncul suatu alur pada membran sel, yang terbentuk di ekuator. Alur ini makin dalam, dan kedua sel anak jadi terpisah. Proses ini bergantung pada adanya lingkaran mikrofilamen yang meluas di sekitar sel dan muncul untuk memberi kakas kontraktil. Lempengan sel pada tumbuhan mungkin merupakan akibat dinding sel yang kaku yang mencegah terjadinya penyaluran.
Berapa lama mitosis itu? Seluruh urutan fasenya dapat terselesaikan dalam waktu sembilan menit sampai berjam-jam. Lamanya waktu yang tepat sangat beragam dengan tipe sel, spesies, dan suhu.
Apa pentingnya mitosis itu? Kegiatan yang paling penting pada mitosis ialah perilaku rapi kromosom-kromosomnya. Sebenarnya, segi ini demikian pentingnya dalam proses tersebut sehingga masih digunakan istilah mitosis bahkan ketika kegiatan kromosom itu terjadi tanpa sitokinesis, artinya, tanpa pembelahan sel yang sebenarnya. Pembelahan nuklir tanpa sitokinesis berlangsung dalam keadaan tertentu pada berbagai organisme seperti misalnya pada pembentukan zoopora oleh Chlamydomonas.
Kita tahu bahwa nukleus mengandung informasi yang mengendalikan perkembangan dan aktivitas sel. Bukti adanya mitosis menyatakan bahwa kromosom berperan penting dalam hal ini. Dari sini dapat dianggap bahwa mitosis merupakan alat untuk duplikasi teratur (dalam fase S) dan pemisahan (pada anafase) kromosom dan dengan demikian dalam hal informasi kebakaan. Setiap sel anak mendapat seperangkat lengkap kromosom yang identik dengan yang terdapat pada sel induknya. Jadi mitosis memberikan cara untuk memindahkan informasi ini tanpa mengalami perubahan pengurangan dari sel induk kepada sel anak.
Bagaimana mitosis dimanfaatkan oleh makhluk hidup? Semua macam reproduksi aseksual dilakukan oleh mitosis. Selain itu, pertumbuhan, regenerasi, dan penggantian sel pada mikroorganisme multiseluler dilaksanakan semuanya oleh mitosis sel-sel yang bersangkutan.

3.3 MEIOSIS
Meiosis menyebabkan variabilitas genetik, yang merupakan tonggak reproduksi seksual, dalam 3 cara :
1.      Dengan merudiksi jumlah kromosomnya menjadi setengahnya yang memungkinkan pembuahan dan dengan demikian kombinasi gen-gen yang diturunkan dari dua tetua.
2.      Dengan pilihan acak kromosom-kromosom homolog maternal dan paternal selama meiosis I
3.      Dengan rekombinasi berbalas segmen-segmen dari kromosom homolog maternal dan kromosom paternal selama alih silang.

Daftar Pustaka
Sumber: John W. Kimball. (1992). Biologi Jilid 1
https://oktean.wordpress.com/ 
https://biologigonz.blogspot.co.id/2010/02/transport-aktif.html
https://www.bing.com/search?q=anabolisme+dan+katabolisme&qs=AS&pq=anabolisme&sk=HS1AS1&sc=5-10&cvid=D167B5C495B149BBA391944EBA2FA286&FORM=QBRE&sp=3

Komentar

Posting Komentar