Metabolisme Tanpa Oksigen

By On Sunday, February 26th, 2017 Categories : Sains

Respirasi anaerobik adalah jenis respirasi di mana oksigen tidak digunakan; sebaliknya, molekul organik atau anorganik yang digunakan sebagai akseptor elektron akhir.

Beberapa prokariota menggunakan respirasi anaerobik di mana mereka dapat menciptakan energi untuk digunakan dalam ketiadaan oksigen.

Ringkasan

Respirasi anaerobik adalah jenis respirasi di mana oksigen tidak digunakan; sebaliknya, molekul organik atau anorganik yang digunakan sebagai akseptor elektron akhir.
Fermentasi meliputi proses yang menggunakan molekul organik untuk meregenerasi NAD + dari NADH.
Jenis fermentasi meliputi fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol, di mana etanol diproduksi.
Semua bentuk fermentasi, kecuali fermentasi asam laktat, menghasilkan gas, yang memainkan peran dalam identifikasi bakteri di laboratorium.
Beberapa jenis prokariota adalah anaerob fakultatif, yang berarti bahwa mereka dapat beralih di antara respirasi aerobik dan fermentasi, tergantung pada ketersediaan oksigen.

Respirasi Seluler Anaerobik

Selama respirasi sel, beberapa sistem hidup menggunakan molekul organik sebagai akseptor elektron terakhir. Proses yang menggunakan molekul organik untuk meregenerasi NAD + dari NADH secara kolektif disebut sebagai fermentasi. Sebaliknya, beberapa sistem hidup menggunakan molekul anorganik sebagai akseptor elektron terakhir. Kedua metode ini disebut respirasi sel anaerob, dimana organisme mengubah energi untuk mereka gunakan dalam ketiadaan oksigen.

Prokariota tertentu, termasuk beberapa spesies bakteri dan archaea, menggunakan respirasi anaerobik. Sebagai contoh, kelompok archaea yang disebut metanogen dapat mengurangi karbon dioksida menjadi metana untuk mengoksidasi NADH. Mikroorganisme ini ditemukan di tanah dan dalam saluran pencernaan ruminansia, seperti sapi dan domba. Demikian pula, sulfat-mengurangi bakteri dan archaea, yang sebagian besar adalah anaerobik, menurunkan sulfat menjadi hidrogen sulfida untuk meregenerasi NAD + dari NADH.

Fermentasi Asam laktat

Metode fermentasi yang digunakan oleh hewan dan bakteri tertentu, seperti di yogurt, disebut fermentasi asam laktat. Jenis fermentasi digunakan secara rutin dalam sel darah merah mamalia dan otot rangka yang memiliki suplai oksigen tidak mencukupi untuk memungkinkan respirasi aerobik untuk terus (yaitu, pada otot yang digunakan sampai titik kelelahan). Dalam otot, akumulasi asam laktat harus dikeluarkan oleh sirkulasi darah dan laktat dibawa ke liver untuk metabolisme lebih lanjut. Reaksi kimia fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut:

fermentasi asam laktat

Fermentasi asam laktat biasa terjadi dalam sel otot yang telah kehabisan oksigen.

Asam piruvat + NADH ? asam laktat + NAD +

Enzim yang digunakan dalam reaksi ini adalah dehidrogenase laktat (LDH). Reaksi dapat dilanjutkan di kedua arah, namun reaksi dari kiri ke kanan dihambat oleh kondisi asam. Akumulasi asam laktat tersebut pernah diyakini menyebabkan kekakuan otot, kelelahan, dan nyeri, meskipun penelitian yang lebih baru membantah hipotesis ini. Setelah asam laktat telah dihilangkan dari otot dan diedarkan ke hati, dapat dikonversi menjadi asam piruvat dan selanjutnya dikatabolisasi untuk energi.

Fermentasi alkohol

Proses lain fermentasi tidak asing lagi adalah fermentasi alkohol, yang menghasilkan etanol, alkohol. Reaksi kimia pertama fermentasi alkohol adalah sebagai berikut (CO2 tidak berpartisipasi dalam reaksi kedua):

Asam piruvat ? CO2 + asetaldehida + NADH ? etanol + NAD +

Reaksi pertama dikatalisis oleh dekarboksilase piruvat, enzim sitoplasma, dengan koenzim tiamin pirofosfat (TPP, yang berasal dari vitamin B1 dan juga disebut tiamin). Sebuah kelompok karboksil dihapus dari asam piruvat, melepaskan karbon dioksida sebagai gas. Hilangnya karbon dioksida mengurangi ukuran molekul per satu karbon, membuat asetaldehida. Reaksi kedua dikatalisis oleh dehidrogenase alkohol untuk mengoksidasi NADH ke NAD + dan mengurangi asetaldehida menjadi etanol. Fermentasi asam piruvat oleh ragi menghasilkan etanol yang ditemukan dalam minuman beralkohol. Toleransi etanol ragi adalah variabel, mulai dari sekitar 5 persen sampai 21 persen, tergantung pada strain ragi dan kondisi lingkungan.

Jenis lain dari Fermentasi

Metode fermentasi lainnya juga terjadi pada bakteri. Banyak prokariota adalah anaerob fakultatif. Ini berarti bahwa mereka dapat beralih di antara respirasi aerobik dan fermentasi, tergantung pada ketersediaan oksigen. Prokariota tertentu, seperti Clostridia, adalah anaerob obligat. Mewajibkan anaerob secara langsung dan tumbuh tanpa adanya molekul oksigen. Oksigen adalah racun bagi mikroorganisme ini, akan membunuh mereka jika terpapar.

Perlu dicatat bahwa semua bentuk fermentasi, kecuali fermentasi asam laktat, menghasilkan gas. Produksi jenis tertentu gas digunakan sebagai indikator fermentasi karbohidrat tertentu, yang berperan dalam identifikasi di laboratorium bakteri. Berbagai metode fermentasi yang digunakan oleh berbagai macam organisme untuk menjamin pasokan yang cukup dari NAD + untuk langkah keenam dalam glikolisis. Tanpa jalur ini, langkah itu tidak akan terjadi dan tidak ada ATP akan dipanen dari pemecahan glukosa.

Kosa kata

  • Archaeaadalah sekelompok mikroorganisme bersel tunggal. Mereka tidak memiliki inti sel atau organel membran-terikat lain dalam sel mereka.
  • respirasi anaerob adalah bentuk respirasi dengan menggunakan akseptor elektron selain oksigen.
  • Fermentasiadalah reaksi biokimia anaerobik, dalam ragi, misalnya, di mana enzim mengkatalisis konversi gula ke alkohol atau asam asetat dengan evolusi karbon dioksida