FOSFORILASI OKSIDATIF

Saat ion hidrogen atau elektron diambil dari sebuah molekul, maka molekul dikatakan dioksidasi. Ketika ion hidrogen atau elektron diberikan kepada sebuah molekul maka molekul tersebut direduksi. Saat molekul fosfat ditambahkan kepada sebuah molekul, maka molekul tersebut dikatakan difosforilasi. Jadi fosforilasi oksidatif berarti proses yang melibatkan penghilangan ion hidrogen dari satu molekul dan penambahan molekul fosfat ke molekul lainnya.

Pada siklus Kreb, ion hidrogen atau elektron diberikan kepada dua molekul carrier. Mereka ditangkap oleh NAD atau FAD dan molekul pembawa ini akan menjadi NADH dan FADH (karena membawa ion hidrogen).

Rantai transpor elektron dalam mitokondria merupakan tempat terjadinya fosforilasi oksidatif pada eukariota. NADH dan suksinat yang dihasilkan pada siklus asam sitrat dioksidasi, melepaskan energi untuk digunakan oleh ATP sintase

Elektron-elektron ini dibawa secara kimia ke sistem respirasi atau rantai transport electron yang terdapat di Krista mitokondria. NADH dan FADH secara esensial berfungsi sebagai pengangkut dari satu kompleks ke kompleks yang lain. Di setiap situs sebuah pompa proton mentransfer hidrogen dari satu sisi membrane ke yang lainnya. Hal ini menghasilkan sebuah gradient melintasi membrane dalam dengan konsentrasi hydrogen yang lebih tinggi pada ruang interkrista (ruang antara membrane dalam dan membrane luar). Elektron dibawa dari satu kompleks ke kompleks yang lain oleh ubiquinone dan cytochrome C.

Cytochrome oxidase kompleks mengkatalisis transfer elektron ke oksigen menjadi air. Pompa chemiosmotic menghasilkan gradient proton electrochemical melewati membrane yang digunakan untuk menjalankan “energy producing machine” yaitu ATP synthase.
Proses ini memerlukan oksigen sehingga disebut “aerobic metabolism”. ATP synthase menggunakan energy dari gradient ion hydrogen (juga disebut proton) untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat. Juga menghasilkan air dari hidrogen dan oksiDASI.
Selama fosforilasi oksidatif, elektron ditransfer dari pendonor elektron ke penerima elektron melalui reaksi redoks. Reaksi redoks ini melepaskan energi yang digunakan untuk membentuk ATP. Pada eukariota, reaksi redoks ini dijalankan oleh serangkaian kompleks protein di dalam mitokondria, manakala pada prokariota, protein-protein ini berada di membran dalam sel. Enzim-enzim yang saling berhubungan ini disebut sebagai rantai transpor elektron. Pada eukariota, lima kompleks protein utama terlibat dalam proses ini, manakala pada prokariota, terdapat banyak enzim-enzim berbeda yang terlibat.

Energi yang dilepaskan oleh perpindahan elektron melalui rantai transpor elektron ini digunakan untuk mentranspor proton melewati membran dalam mitokondria. Proses ini disebut kemiosmosis. Transpor ini menghasilkan energi potensial dalam bentuk gradien pH dan potensial listrik di sepanjang membran ini. Energi yang tersimpan dalam bentuk ini dimanfaatkan dengan cara mengijinkan proton mengalir balik melewati membran melalui enzim yang disebut ATP sintase. Enzim ini menggunakan energi seperti ini untuk menghasilkan ATP dari adenosina difosfat (ADP) melalui reaksi fosforilasi. Reaksi ini didorong oleh aliran proton, yang mendorong rotasi salah satu bagian enzim.

• Efisiensi pernapasan menjadi hampir 40%.
• Energi awalnya hadir dalam molekul glukosa, dan diawetkan dalam bentuk ATP,
• sisanya dilepaskan sebagai panas.

Ringkasan reaktan dan produk:

• > 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">C6H12O6 + 6 O2 -> CO2 + 6 H2O + 36 ATP 6

• Glikolisis:

• " onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">glukosa + 2 ADP + 2 NAD + + 2 Pi ->

2 piruvat + 2 NADH + 2 ATP
1. Setiap ac 2. 2 CO2 y un grupo acetilo que se une inmediatamente a la coenzima-A formando 2 acetil coenzima-A + 2 NADH" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">piruvat + koenzim-A, -> 2 CO2 dan gugus asetil yang mengikat langsung-koenzim A membentuk asetil koenzim-A 2 + 2 NADH
2 CO2 y un grupo acetilo que se une inmediatamente a la coenzima-A formando 2 acetil coenzima-A + 2 NADH" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">2. Siklus ac. sitrat (siklus krebs)

• " onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">2 Asetil-KoA + 6 + 3 NAD + FAD ----> 4 CO2 + 6 + 2 NADH + 2 ATP FADH2

3. Respiratory rantai:

• " onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">10 NADH + 2 FADH2 dari langkah-langkah sebelumnya --->

3 ATP= 30 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">Catatan:

• 3 ATP= 30 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">1 NADH -> 3 ATP = 30 ATP
• 3 ATP= 30 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'"> 2 ATP=4 ATP = 34 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">1 FADH2 -> 2 ATP = 4 ATP
• 2 ATP=4 ATP = 34 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">TOTAL ATP = 34 ATP

• Dipakai 2 ATP digunakan sewaktu 2NADH masuk kembali diproduksi dalam glikolisis:
• sehingga -2 ATP jadi menghasilkan = 36 total ATP

• Saldo untuk sebuah molekul glukosa diubah menjadi 2 piruvat, lalu dua asetil-KoA dan kemudian menjadi CO2 melalui siklus asam tricarboxylic, dengan semua NADH dan FADH dikonversi menjadi ATP oleh respirasi:

• 6 CO2 + 38 ATP" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">1 glukosa + 38 ADP + Pi 38 6 -------> CO2 + 38 ATP

• Catatan: 2 NADH terbentuk di sitoplasma selama glikolisis. Untuk diangkut ke dalam matriks mitokondria untuk kemudian dioksidasi oleh rantai transpor elektron, harus melewati transpor aktif ke dalam mitokondria, biaya "" satu ATP per NADH.
• Jadi hasil semestinya36 ATP dari sebelumnya 38 ATP.

• Sementara sel-sel secara langsung dapat mentransfer elektron dari NADH ke oksigen, hal ini akan mengarah langsung ke pelepasan energi sebagai panas. Jika elektron ditransfer langsung ke oksigen:

• NAD + H2O" onmouseover="this.style.backgroundColor='#ebeff9'" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">NADH NAD + O2 + H2O -------> Go '= - 52 kkal / mol

• Jika NADH adalah ~ 52 kkal energi, 7,3 kkal hanya diminta untuk membuat ATP, dapat diperkirakan pada 52 / 7,3 = ~ ATP NADH 7 konversi energi bila merupakan efisiensi 100% . Dalam prakteknya sel telah mengembangkan sistem yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan sampai dengan 40% efisiensi (~ 3 ATP / NADH) dalam kondisi optimum.

• Pernapasan adalah suatu proses yang diperlukan pada semua makhluk hidup. Pernapasan memungkinkan sel untuk menghasilkan energi yang diperlukan bagi makhluk hidup menjalankan fungsi-fungsi vital mereka (pertumbuhan, reproduksi, transportasi nutrisi, pertahanan, dll.). Dengan hidup bernapas juga membuang zat sisa dari sel. Pernapasan makhluk hidup mengkonsumsi oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida (CO2).

• Seperti hewan, tumbuhan bernapas. Respirasi pada tumbuhan adalah pertukaran gas antara tumbuhan dan atmosfer. Tanaman mengambil oksigen dari atmosfer dan menggunakan cadangan karbohidrat untuk mengeluarkan karbon dioksida dan uap air ke atmosfer.

• Hal ini dilakukan melalui bukaan di daun dan bagian hijau tanaman, disebut stomata, dan berbagai bukaan di kulit batang, disebut lentisel, atau akar (rambut akar). Bernapas dalam tanaman akan menjadi semacam proses terbalik dengan fotosintesis: fotosintesis di pabrik memperoleh karbon dioksida dan melepaskan oksigen dalam respirasi tanaman mengambil oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida.

• Tanaman membutuhkan klorofil untuk fotosintesis, sehingga banyak pohon yang kehilangan daun mereka pada musim dingin tidak lagi melakukan fungsi ini. Namun, tanaman yang bernapas di musim dingin dan pada waktu lain.

• Sementara fotosintesis hanya dilakukan untuk hari itu, bernapas dilakukan baik siang dan malam. Respirasi tanaman menghasilkan keringat atau air rugi.
• Ketika air langka di atmosfer, tanaman memiliki kemampuan untuk menutup stomata untuk menghindari kehilangan air.

• Mengapa kita membutuhkan oksigen untuk respirasi seluler terjadi?

Oksigen diperlukan untuk kasus-kasus berikut:

1. Respirasi aerobik dilakukan pada tingkat sel, oleh badan-badan yang dapat menggunakan oksigen dalam pembakaran molekul seperti glukosa.
2. Dalam fermentasi menggunakan molekul organik sebagai akseptor elektron dan dibuang sebagai limbah produk (asam laktat dan etanol), energi yang hilang dari ini, solusinya adalah dengan menggunakan molekul anorganik yang dapat menerima elektron dan menjadi berkurang dan molekul oksigen sangat cocok untuk ini, karena setelah menerima elektron dikombinasikan dengan dua proton menjadi limbah cair yang sempurna untuk lingkungan: H2O.
3. Respirasi seluler mendapatkan energi yang molekul glukosa toko oleh oksidasi karbohidrat dan penurunan O2 untuk H2O

• Fotosintesis atau respirasi terlebih dahulu .

• Yang pertama adalah yang berevolusi respirasi anaerob (tanpa O2). Ahli paleontologi telah menemukan bahwa organisme prokariota paling awal, yang berhasil nutrisi dan energi, mungkin dengan menyerap molekul organik dari lingkungan mereka.

• Seiring waktu, beberapa sel memperoleh kemampuan untuk menggunakan tenaga surya untuk melaksanakan sintesis molekul kompleks energi tinggi dari molekul sederhana, yaitu fotosintesis muncul.

• Proses ini menghilangkan oksigen, yang setelah beberapa agen muncul proses evolusi dapat digunakan bersama dengan glukosa untuk energi, ini menimbulkan sel respirasi anaerob.

• Jika tanaman menghasilkan ATP selama fotosintesis, mengapa perlu juga untuk melakukan respirasi sel?

• Karena fotosintesis terjadi hanya sintesis karbohidrat, sedangkan dalam respirasi selular terjadi zat lain seperti blok sintetis. Misalnya, dalam glikolisis menghasilkan asetil koenzim A, tapi tidak semua asetil koenzim A melewati ke dalam mitokondria, bagian dari itu diperuntukkan untuk fungsi-fungsi seluler lainnya.

• Mengapa fotosintesis penting bagi kehidupan di bumi?

• alga yang melakukan fotosintesis dan jenis tanaman adalah oksigen, adalah penting karena:

1. Mulai rantai makanan memberikan nutrisi.
2. Oxygenates tengah aerobik memungkinkan respirasi makhluk dan mempromosikan pembentukan ozon.
3. Mengurangi gas rumah kaca yang disebabkan oleh mengkonsumsi karbon dioksida.

• Mengapa fotosintesis dan respirasi adalah proses metabolisme saling tergantung?

• Mereka saling bergantung, tergantung pada satu sama lain, karena produk dari satu proses berfungsi sebagai dasar untuk realisasi yang lain dan sebaliknya.

• 7Jika bumi terus hangat dan mencapai konsentrasi CO2 tidak pernah mencapai 500 juta tahun seperti apa tanaman bisa berkembang? Bagaimana kondisi ini mempengaruhi respirasi sel?

• Ketika kita berbicara tentang tanaman yang bisa berkembang seperti yang kita harus menyebutkan tanaman xerophyte, yang adalah mereka yang tinggal di lokasi di mana temperatur melonjak ke lebih dari 40 º C memiliki fungsi fotosintesis berbeda, di mana metabolisme fotosintesis khusus disesuaikan menyimpan air, seperti CAM Asam (Crassulacean Metabolisme) disebut demikian karena pertama kali ditemukan pada crasulas. Ini berarti bahwa proses fotosintesis, pertukaran dilakukan pada malam hari, sehingga mencegah kehilangan air.
• Hal ini tentu bisa mempengaruhi semua tanaman yang melakukan fotosintesis untuk menilai tertinggi yang terjadi pada siang hari saat matahari mulai menguapkan air yang dibutuhkan untuk melakukan proses.

SUBSCRIBE TO OUR NEWSLETTER