Mikling Metabolisme.docx

Nama

: Anisa Norma Cahyani

NIM

: 17513178

Mata Kuliah

: Mikrobiologi Lingkungan

Dosen Pengampu

: Fajri Mulya Iresha, S.T., M.T.

Materi tugas

: Metabolisme

1. Perbedaan metabolisme, anabolisme, dan katabolisme 

Metabolisme Metabolisme merupakan serangkaian reaksi kimia, terjadi secara bertahap di dalam sel/organisme yang memungkinkan adanya kehidupan. Dalam prosesnya terjadi pengubahan senyawa organik baik dipecah untuk dikeluarkan energinya maupun diubah untuk disimpan atau untuk membangun struktur sel. Pada organisme tertentu (tumbuhan hijau) dapat membangun zat organik dari zat anorganik dan air yang ada di lingkungan dengan bantuan cahaya. Jalur metabolisme yang membebaskan energi dengan cara memecah senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana dikenal dengan proses katabolisme. Jalur

metabolisme

yang

menggunakan

energi

untuk

membentuk/membangun senyawa organik kompleks dari senyawa sederhana atau senyawa anorganik dikenal dengan proses anabolisme. Senyawa kompleks yang dipecah maupun dibangun oleh organisme yang perannya sebagai sumber energi adalah karbohidrat, lemak dan protein. Proses metabolisme ini melibatkan reaksi kimia dengan sejumlah energi yang menyertainya. Metabolisme dalam makhluk hidup dapat dibedakan menjadi dua, yaitu katabolisme dan anabolisme,



Katabolisme katabolisme adalah proses memecah bahan dalam tubuh. Ketika kita mencerna makanan, kita memecah (atau catabolizing) protein, lemak, dan zat tepung dalam rangka untuk mendapatkan komponen yang berguna. Hal ini dilakukan dengan menambahkan air ke ikatan kimia dalam zat ini, yang merupakan proses yang dikenal sebagai hidrolisis. Makanan yang tidak dapat dicerna, atau tidak dapat dipecah, tidak dapat dihidrolisis dalam tubuh. Contoh katabolisme :

Katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim serta menghasilkan atau melepaskan energi (bersifat eksertgonik) yang berupa : 1. ATP (Adenosin TriPhospat). 2. Elektron berenergi tinggi NADH2 (Nikotilamid adenin dinukleotida). 3. FADH2 (Flavin adenin dinukleotida H2).



Anabolisme Anabolisme adalah proses pembuatan zat lebih besar dari material yang lebih kecil. Hal ini, dalam arti, kebalikan dari katabolisme bahwa dengan hal itu dilakukan dengan menghapus air untuk menciptakan ikatan. Proses ini dikenal sebagai sintesis dehidrasi. Melalui sintesis dehidrasi, kita mampu untuk membuat protein, lemak, dan bahan yang dibutuhkan lainnya. Agar tubuh kita berfungsi, kita harus mampu untuk memproduksi bahan yang kita butuhkan dari bahan yang kita mencerna. Setelah catabolizing makanan kita, kita dibiarkan dengan komponen fundamental yang kita butuhkan untuk hidup. Sebagai contoh, jika kita memiliki jaringan yang rusak, kita harus memproduksi protein untuk menyembuhkan jaringan tersebut. Oleh karena itu, asam amino yang kita terima dari makanan kita dapat digunakan untuk membangun kembali protein. Gula yang dihasilkan oleh mencerna pati dapat digunakan untuk memproduksi gula yang lebih besar untuk penyimpanan. Lemak dapat direproduksi untuk menyimpan energi. Semua bahan-bahan yang terbuat dari anabolisme. Contoh reaksi anabolisme adalah Fotosintesis. Berikut penjelasannya : Fotosintesis adalah peristiwa pembentukan karbohidrat dari CO2 dan air dengan bantuan energi cahaya matahari serta adanya klorofil. Fotosintesis terjadi didalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida yang mengandung pigmen hijau (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun terutama pada sel-sel palisade atau sel jaringan tiang. Pembentukan ATP pada ke 2 jalur tersebut terjadi melalui peristiwa fotofosforilasi. Pembentukan ATP dari ADP + Pi ini merupakan suatu mekanisme penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah menjadi bentuk energi kimia. Selanjutnya NADPH dan ATP yang dihasilkan di gunakan pada reaksi gelap. Secara sederhana reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut :

2. Pada proses katabolisme, dihasilkanlah ATP dan PMF. Jelasakanlah apa itu ATP dan PTF! Jelaskan dalam bentuk gambar, lalu di-scan! 

ATP ATP adalah Singkatan untuk Adenosin Trifosfat dengan rumus empiris:

C10H16N5O13P3. ATP merupakan Suatu senyawa organik yang terdiri dari adenosin (cincin adenin dan gula ribosa) dan tiga gugus fosfat, dari sana ATP mendapat namanya. ATP adalah nukleotida yang mengandung sejumlah besar energi kimia yang tersimpan dalam ikatan fosfat berenergi tinggi. (gambar terlampir) 

PMF Proton Motive Force( gaya gerak Proton) adalah sebuah proses dimana ion

hydrogens(proton) menkonversikan enegi dalam pembentukan ATP. ATP dibentuk dari ADP + Pi( Adenosin Tripospat dengan Phospat Inorganic) yang diikat oleh enzim ATPase. ( gambar terlampir) 3. Gambarkan ulang Jalur utama metabolime, seperti yang ada pada slide 6. Lalu jelaskan dalam bentuk uraian dibawahnya! Jangan lupa scan gambar yang telah kalian buat! (terlampir)

4. Perbedaan respirasi aerobik, anaerobik, dan fermentasi 

Respirasi Aerob. Secara sederhana, respirasi yang satu ini diartikan sebagai sebuah reaksi katabolisme

yang memerlukan suasana aerobic dengan demikian dalam prosesnya keberadaan oksigen sangat dibutuhkan. Hasil dari reaksi ini adalah energi dengan jumlah yang besar. Energi tersebut disimpan dalam bentuk energi kimiawi yang dikenal dengan kode ATP. Energi ATP ini akan digunakan oleh sel di dalam tubuh makhluk hidup untuk menunjang beberapa hal seperti pertumbuhan, gerak, transportasi, reproduksi dan kegiatan lainnya. Secara sederhana, rumus yang menggambarkan respirasi aerob adalah C6H12 + 6O2 => 6CO2 + 6H20. Respirasi aerob ini dibagi ke dalam 3 tahapan, yang secara berturut-turut mencakup: 1.

Glikolisis, yakni proses pemecahan molekul c6 atau glukosa menjadi senyawa

bernama asam piruvat atau dikenal dengan rumus kimia C3.

2.

Siklus krebs, yakni reaksi CoA atau molekul asetil yang akan menghasilkan

oksalosetat dan juga asam sitrat. 3.

Transpor electron, yakni reaksi reduksi atau oksidasi NADH2 dan molekul FADH2

yang pada akhirnya menghasilkan H2O juga energi berupa ATP. 

Resprasi Anaerob Yakni pernapasan yang tidak memerlukan oksigen atau o2. Respirasi yang satu ini terjadi pada bagian sitoplasma dan tujuannya untuk mengurai senyawa organik. Tidak seperti respirasi aerob, respirasi anaerob hanya menghasilkan sejumlah energi yang jauh lebih kecil yakni 2 ATP. Proses respirasi anaerob ini bisa dijumpai pada reaksi fermentasi juga pernapasan intra-molekul. Jika pada reaksi aerob, terdapat pembebasan CO2 juga H2O secara sempurna, maka pada respirasi anaerob glukosa dipecah secara tidak sempurna menjadi komponen H2O dan juga CO2. Pada respirasi anaerob ini pula , hodrogen bergabung bersama sejumlah komponen yakni asam piruvat, asetaldehida yang kemudian membentuk asam laktat juga etanol. Sementara itu pada respirasi aerob, hydrogen yang dibebaskan justru akan bergabung bersama dengan 02 dan pada akhirnya membentuk H2O .



Fermentasi Fermentasi terjadi dalam kondisi di mana tidak ada oksigen. Dalam proses fermentasi, gula dimetabolisme untuk asam lemak. Menggunakan glukosa dalam tempat oksigen dan dan menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Membentuk senyawa lain dan produk juga. Gula maltosa diubah menjadi laktat, etanol dan karbon dioksida, selama proses fermentasi utama. Energi yang dihasilkan langsung dari glukosa, oleh karena itu menghasilkan lebih sedikit energi. Selama latihan berat, proses fermentasi terjadi pada otot-otot kita, yang menghasilkan pembentukan asam laktat. Asam laktat ini terakumulasi dalam otot dan menyebabkan kekakuan tubuh atau nyeri. Pembentukan asam laktat ini adalah penyebab kram kaki. Fermentasi juga digunakan dalam pembuatan makanan manusia y dan minuman seperti roti, keju, gula, yoghurt, cuka dan banyak lagi. Hal ini juga digunakan dalam industri bahan bakar.

Perbedaannya : 

Respirasi aerob membutuhkan oksigen bebas untuk memperoleh energinya. sedangkan fermentasi tidak membutuhkan oksigen bebas untuk memperoleh energi.



Fermentasi terjadi dalam kondisi anaerob tetapi respirasi terjadi lebih dalam kondisi aerobik.



Hasil Respirasi dalam pembentukan energi yang berasal dari glukosa atau kimia organik lainnya.



Respirasi menggunakan dan menghasilkan 38 ATP sedangkan fermentasi menghasilkan hanya 2.



Respirasi lebih efisien daripada fermentasi dalam pembentukan ATP.



Produksi ATP lebih cepat dalam fermentasi daripada dalam respirasi.



Energi yang dihasilkan dalam proses fermentasi dapat digunakan ketika tidak ada oksigen

yang

cukup

untuk

proses

respirasi

berlangsung.

Produksi ATP lebih lambat dalam respirasi dilengkapi dengan proses fermentasi. 5. Gambarkan siklus Kreb! lalu scan! (terlampir)

6. Perbedaan antara : a.Biosintesis karbohidrat karbohidrat adalah suaru zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil energy. Senyawa organic terdiri dari usur karbon, hidrogen dna oksigen.terdiri atas unsur C,H,O dengan perbadingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O. Karbohidrat merupakan sumber energy dan cadangan energy. Banyak sekali makanan yang kita konsumsi merupakan sumber karbohidrat seperti nasi/beras, singkong, umbiumbian, gandum, sagu, jagung, dll semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini terjadi di usus halus, dijumpainya maltose, sukrosa dan laktosa dalam urine apabila mengonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhrinya bebrgai

jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikutsertakan dalam proses metabolisme. Proses metabolisme karbohidrat yaitu sebagai berikut : 1. Glikosis 2. Dekarboksilasi Oksidatif 3. Siklus Krebs 4. Transfer Elektron

b.Biosintesis Lipid Biosintesis asam lemak diawali oleh pembentukan Malonil-koA dari AsetilkoA dengan bantuan Biotin Karboksilase dan enzim karboksil Transferase. Jalur anaboliknya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Malonil-koA yang diperoleh selanjutnya menjadi prekursor dari asam lemak. Adapun tahap-tahap reaksi dari jalur anabolik biosintesis asam lemak (khususnya asam Palmitat) “Sintesis de Novo” ada 4 langkah sebagai berikut: 1. Langkah pertama adalah Reaksi Kondensasi gugus asil dari Asetil-koA dengan dua karbon berasal dari Malonyl-koA, sambil melepas CO 2 dari kelompok Malonyl. Hasilnya adalah perpanjangan rantai asil dua karbon dengan produk senyawa β-keto asil yaitu Asetoasetil-ACP 2. Langkah kedua adalah Reaksi Reduksi pada gugus karbonil β-keto menjadi bentuk senyawa Alkohol yaitu Hidroksibutiril-ACP 3. Langkah ketiga adalah Reaksi Dehidrasi melepas ikatan rangkap pada C2 dan C3 pada D-β-hydroxybutyryl-ACP membentuk senyawa Alkohol yaitu ButenoilACP 4. Langkah keempat adalah Reaksi Reduksi membentuk senyawa Asil yaitu ButirilACP

c. Biosintesis Protein Protein terdiri dari rangkaian asam amino. Di alam terdapat asam amino esensial dan nonesensial. Asam amino esensial tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia, jadi harus diperoleh dan sumber protein dan luar. Biosintesis asam amino sangat erat hubungannya dengan biosintesis metabolit sekunder, Biosintesis protein terinci dalam MK Biokimia, sehingga dalam MK ini tidak diuraikan.

d. Biosintesis asam nukleat Asam nukleat merupakan polimer besar dengan ukuran yang bervariasi antara 25.000 /1.000.000 s/d 1 milyar. Asam nukleat baik DNA maupun RNA tersusun dari monomer nukleotida . Nukleotida tersusun dari gugus fosfat, basa nitrogen dan gula pentosa. Basanitrogen berasal dari kolompok purin dan pirimidin. Purin utama asam nukleat

adalah adenin dan guanin,

sedangkan pirimidinnya adalah sitosin,

timin dan urasil. Asam nukleat mempunyai peranan penting sebagai pembawa informasi genetik. Berperan pula dalam mengontrol susunan senyawa dalam sel, aktivitas sel, dan susunan protein jaringan organ tubuh. Biosintesis asam nukleat mencakup biosintesis nukleotida purin dan biosintesis nukleotida pirimidin.

 Biosintesis nukleotida purin Sintesis dari nukleotida purin dimulai dengan PRPP dan mengarah ke sepenuhnya terbentuk pertama nukleotida, monofosfat 5'-inosin (IMP). Jalur ini digambarkan di bawah ini..Basis purin tanpa bagian ribosa terlampir adalah hipoksantin. Basis purin dibangun di atas ribosa dengan reaksi amidotransferase dan beberapa transformylation. Sintesis IMP membutuhkan lima mol ATP, dua mol glutamin, satu mol glisin, satu mol CO 2, satu mol aspartat dan dua mol format. Gugus formil dilakukan pada tetrahidrofolat (THF) dalam bentuk N 5, N 10-methenyl-THF dan N 10-formil-THF.  Biosintesis nukleotida pirimidin Sintesis dari pirimidin kurang kompleks dibandingkan dengan purin, karena dasar adalah jauh lebih sederhana. Basis menyelesaikan pertama adalah berasal dari 1 mol glutamin, salah satu mol ATP dan satu mol CO 2 (yang membentuk fosfat karbamoil) dan satu mol aspartat. Sebuah mol tambahan glutamin dan ATP yang diperlukan dalam konversi UTP untuk CTP. Jalur biosintesis pirimidin yang digambarkan di bawah ini. Karbamoil fosfat digunakan untuk sintesis nukleotida pirimidin berasal dari glutamin dan bikarbonat, dalam sitosol, yang bertentangan dengan fosfat siklus urea karbamoil berasal dari ammonia dan bikarbonat dalam mitokondria. Reaksi siklus urea dikatalisis oleh sintetase karbamoil fosfat I (CPS-I) sedangkan prekursor nukleotida pirimidin disintesis oleh CPS-II. Karbamoil fosfat kemudian kental dengan aspartat dalam reaksi dikatalisis oleh enzim tingkat membatasi biosintesis nukleotida pirimidin, aspartat transcarbamoylase (ATCase). e. Fotosintesis Fotosintesis berarti sintesis (atau manufaktur) dengan cahaya. Sebenarnya proses ini adalah subjek penting dalam fisiologi tanaman, khususnya dalam kaitannya dengan pertanian tanaman pangan. Ini juga terjadi pada organisme lain yang mengandung klorofil seperti alga dan cyanobacteria. Ada banyak alasan mengapa penting untuk memahami apa itu fotosintesis.

Untuk meningkatkan produktivitas tanaman, proses fotosintesis harus dipahami dengan baik. Tapi secara umum, alasan utamanya adalah kehidupan bergantung pada fotosintesis untuk suplai energi mereka. Karena beberapa bakteri memperoleh energi dari H2S atau H2 dalam kegelapan total. Fotosintesis sangat penting bagi tanaman dan organisme photoautotrophic lainnya karena menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan berbagai fungsi kehidupan seperti biosintesis, translokasi, dan reproduksi. Ini adalah proses fisiologis yang terjadi pada tanaman dimana karbon dioksida (CO2) dan air (H2O), dengan adanya cahaya tampak dan klorofil, diubah menjadi senyawa organik atau senyawa yang mengandung karbon yang menyimpan energi cahaya dalam bentuk energi kimia. Dengan pengecualian langka seperti pada tanaman albino, semua tanaman menghasilkan makanan sendiri melalui fotosintesis dimana energi kimia diekstraksi. Karbon yang diperbaiki dalam proses ini juga digunakan sebagai dasar struktural dalam sintesis senyawa organik yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan yang meliputi berbagai bentuk karbohidrat, protein, lemak dan minyak.

Sumber : http://www.materibelajar.id/2016/10/pengertian-2-proses-metabolisme.html https://ardra.biz/sain-teknologi/ilmu-biologi-terapan/pengertian-metabolisme-katabolismeanabolisme/ http://kelasbiologiku.blogspot.co.id/2013/03/perbedaan-respirasi-aerob-dan-anaerob.html http://edpurcool.blogspot.co.id/2011/06/biosintesis-asam-nukleat.html http://edpurcool.blogspot.co.id/2011/06/biosintesis-asam-nukleat.html