Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

MITOKONDRIA adalah bagian dari sel yang memiliki fungsi penting dalam kehidupan.

Mitokondria pertama kali diamati dan diisolasi dari sel pada 1850 oleh Kollicker melalui pengamatannya pada jaringan otot lurik serangga. Ia menemukan adanya granula-granula dengan struktur yang bebas dan tidak berhubungan secara langsung dengan struktur internal sel.

Mitokondria adalah salah satu organel yang ada di dalam sel yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel pada makhluk hidup, selain fungsi selular lainnya, seperti: metabolisme asam lemak, transduksi sinyal selular, homeostasis kalsium, biosintesis pirimidina, dan penghasil ATP (adenosina trifosfat) atau energi pada lintasan katabolisme.

Baca juga: Mahasiswa Kalbis Institute Raih Prestasi di Olimpiade Akuntansi Tingkat Perguruan Tinggi 

Istilah Mitokondria berasal dari gabungan dua kata yaitu “Mito” dan “Chodrion”. Mito artinya benang dan chodrion artinya granular. 

Mitokondria merupakan organel sitoplasma pada sel yang mimiliki bentuk granular atau filamen.

Mitokondria sendiri memiliki 2 membran penyusun yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran bagian dalam.

Pada lapisan membran mitkondria bagian dalam ditemukan berbagai lipatan yang disebut dengan cristae (krista). Di dalam lampisan bagian dalam kita juga menemukan adanya sebuah ‘ruangan’ yang disebut sebagai matriks. Pada matriks tersebut ditemukan beberapa jenis mineral didalamnya.

Kita dapat menemukan banyak sekali mitokondria sel yaitu organ seperti jantung, otot maupun hati.

Mitokondria memiliki 2 membran, yaitu ruang intermembran (rang membran dalam) dan matriks.Mitokondria juga mempunyai ruang intermembran atau ruang diantara kedua membran tersebut. Ruangan ini memiliki ukuran yang relatif sempit serta selektif. 

Membran bagian luar pada organel mitkondria tidak dapat dilalui oleh molekul yang memiliki ukuran kecil dan juga tidak bisa dilalui oleh protein maupun molekul yang memiliki ukuran cukup besar.

Matriks pada mitokondria adalah sebuah ruang yang dibungkus oleh adanya membran dalam yang berfungsi sebagai tempat terjadi beberapa proses metabolisme.

Pada bagian dalam membran terbentuk protein yang termasuk bagian proses respirasi dan juga enzim sebagi pembuat ATP (energi). Permukaan pada bagian membran dalam pada mitokondria memiliki ukuran yang cukup luas karena berfungsi untuk meningkatkan produktivitas pada respirasi selular.

Pada bagian dalam pada matriks mitokondria juga banyak mengandung protein, ribosom, serta RNA dan DNA. Sehingga mitokondria memiliki kemampuan untuk mensintesis protein, selain organel nukleus (inti sel) dan juga RE (Retikulum endoplasma).

Berikut ini beberapa fungsi mitokondria lainnya:

  1. Menjaga konsentrasi ion kalsium dan membantu sel-sel untuk mencapai fungsinya masing-masing dengan menjadi sebagai tangki penyimpanan ion kalsium.
  2. Pada sel-sel hati mitokondria mempunyai enzim yang berfungsi untuk mendetoksifikasi amonia.
  3. Mengendalikan berbagai siklus pada sel
  4. Membantu pembangunan bagian-bagian tertentu dari hormon seperti esterogen dan testosteron.
  5. Membantu proses kematian pada sel-sel tertentu, seperti sel yang tidak diperlukan memiliki jumlah terlalu banyak. Proses kematian sel tersebut dikenal dengan sebutan “apoptosis“.
  6. Mengawasi jalannya proses diferensiasi, pertumbuhan, dan perkembangan pada sel
  7. Pengubahan energi potensial (seperti glukosa dan lain sebagainya) menjadi energi (ATP). Energi potensial tersebut diubah menjadi energi untuk memompa jantung, mengganti sel-sel lainnya yang rusak, dan lain sebagainya.
  8. Tempat terjadinya proses metabolisme oksidatif —> respirasi seluler. (OL-1)

Seluruh proses respirasi Aerob ini terjadi di dalam tubuh kita, lebih tepatnya di sel tubuh kita, yaitu di sitoplasma (berlangsungnya glikolisis) dan mitokondria (berlangsungnya dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron).

Tahap respirasi seluler yang mana proses .terjadi di mitokondria dan berlangsung di luar mitokondria?

Pembahasan: Tahapan respirasi seluler yaitu : Glikolisis terjadi di dalam sitosol. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat terjadi di membran luar mitokondria.

Dimana proses respirasi sel terjadi?

Proses respirasi seluler terjadi di organel sel yang bernama mitokondria. Glukosa yang berasal dari makanan akan dibawa masuk ke dalam sel untuk diproses dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP ada yang bersifat aeraob (membutuhkan oksigen) dan anaerob (tidak membutuhkan oksigen).

Bagaimana proses mitokondria dalam menghasilkan energi jelaskan?

Memproduksi energi ATP dihasilkan oleh mitokondria dalam sebuah siklus bernama siklus Krebs. Siklus Krebs menghasilkan zat kimiawi yang disebut NADH. Zat ini kemudian digunakan oleh enzim-enzim yang berada dalam membran sel untuk memproduksi ATP. Energi ini digunakan dengan cara memutus ikatan kimia ini.

Apakah oksidatif terjadi di matriks mitokondria?

Siklus ini terjadi di dalam matriks mitokondria dan terlibat dalam konversi karbohidrat, lemak, protein menjadi karbondioksida dan air untuk menghasilkan bentuk energi yang dapat digunakan. Fosforilasi oksidatif ini terjadi di krista mitokondria.

Apakah mitokondria merupakan sumber energi pada sel?

Mitokondria disebut sebagai sumber penghasil energi pada sel. Energi yang dihasilkan adalah ATP. Selain itu seperti yang sudah dijelaskan, adanya aktivitas dalam bagian-bagian mitokondria juga memberikan fungsi tertentu seperti tempat terjadinya reaksi oksidasi, reaksi β-oksidasi dan siklus Krebs.

Apa yang terjadi di mitokondria?

Tahap pertama, glukosa dipecah dalam sitoplasma sel dalam proses yang disebut glikosis. Kemudian pada tahap kedua, molekul piruvat diangkut ke dalam mitokondria. Apa itu mitokondria? Mitokondria adalah organel yang biasa dengan sebutan energi “powerhouses” dari sel-sel.

Bagaimana proses respirasi sel terjadi?

Berikut penjelasan yang berkaitan dengan proses respirasi sel. Respirasi sel terjadi melalui tiga langkah proses. Tahap pertama, glukosa dipecah dalam sitoplasma sel dalam proses yang disebut glikosis. Kemudian pada tahap kedua, molekul piruvat diangkut ke dalam mitokondria. Apa itu mitokondria?

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Foto: Freepik.com

Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat belajar, ya!

Siapa di antara Quipperian yang doyan banget makan? Sebenarnya, apa sih tujuan utama kamu makan? Apakah hanya untuk memuaskan keinginan? Tentu tidak ya. Makanan yang kamu makan merupakan salah satu sumber energi bagi tubuh. 

Berkaitan dengan makanan, pernah enggak sih kamu berpikir, bagaimana cara makanan berubah menjadi energi di dalam tubuh? Energi di dalam tubuh terbentuk melalui serangkaian proses yang disebut respirasi aerob. Ingin tahu selengkapnya tentang respirasi aerob? Ikuti terus pembahasan Quipper Blog, ya.

Pengertian Respirasi Aerob

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Foto: Pexels.com

Respirasi aerob adalah proses penguraian senyawa organik menggunakan oksigen bebas. Respirasi ini berlangsung di dalam organel sel yang disebut mitokondria. Saat kamu mengonsumsi makanan yang mengandung glukosa, misalnya nasi, setiap molekul glukosa akan dipecah melalui empat tahap sampai dihasilkan energi. Bagaimana dengan jutaan molekul glukosa dalam makanan?

Tahapan Respirasi Aerob

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Foto: Pexels.com

Adapun beberapa tahapan dalam respirasi aerob yang harus kamu tahu adalah sebagai berikut.

1. Glikolisis

Glikolisis merupakan tahap pertama respirasi aerob yang terjadi di dalam sitoplasma atau sitosol. Pada tahap ini molekul glukosa akan diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana. Hasil penguraian molekul glukosa pada glikolisis berupa 2 molekul ATP, 2 molekul asam piruvat, dan 2 molekul NADH. Untuk lebih lengkapnya, perhatikan bagan berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Urutan proses yang terjadi pada bagan di atas adalah sebagai berikut.

  • Glukosa diubah menjadi glukosa, 6-fosfat disertai pemecahan ATP menjadi ADP. ATP harus dipecah menjadi ADP karena dibutuhkan sumber energi.
  • Glukosa, 6-fosfat diubah menjadi fruktosa, 6-fosfat.
  • Fruktosa, 6-fosfat diubah menjadi fruktosa, 1,6-bifosfat disertai pemecahan ATP menjadi ADP.
  • Fruktosa, 1,6-bifosfat (6 atom C) dipecah menjadi 1 molekul gliseraldehid 3-fosfat atau PGAL (3 atom C) dan 1 molekul dihidroksiaseton fosfat atau DHAP (3 atom C). Molekul DHAP diubah menjadi senyawa PGAL, sehingga terbentuk 2 molekul PGAL.
  • Molekul PGAL diubah menjadi senyawa 1,3-bifosfogliserat dengan cara mengikat Pi (fosfat organik). Setiap 1 molekul PGAL menghasilkan 1 NADH. 
  • 1,3-bifosfogliserat diubah menjadi 3-fosfogliserat. Pada reaksi ini, dihasilkan ATP sebagai sumber energi.
  • 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat.
  • 2-fosfogliserat diubah menjadi senyawa fosfoenolpiruvat (PEP).
  • Fosfoenolpiruvat diubah menjadi asam piruvat disertai pembentukan ATP.

ATP (adenosin trifosfat) merupakan sumber energi yang nantinya digunakan untuk transpor aktif menuju mitokondria. Untuk 2 molekul NADH yang dihasilkan akan ditransfer ke tahap transpor elektron. Berikut ini ringkasan tahap glikolisis.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

2. Dekarboksilasi Oksidatif

Tahap kedua setelah glikolisis adalah dekarboksilasi oksidatif. Tahap ini berlangsung di dalam mitokondria. Reaksi pertama diawali dengan perubahan asam piruvat menjadi asetil koenzim A (asetil koA). Perubahan tersebut menghasilkan molekul CO2 dan NADH. Artinya, satu molekul asam piruvat akan menghasilkan 1 molekul asetil koA, CO2, dan NADH. Oleh karena pada tahap glikolisis dihasilkan 2 asam piruvat, maka dekarboksilasi oksidatif menghasilkan 2 molekul asetil koA, 2 molekul CO2, dan 2 molekul NADH. Untuk prosesnya, simak bagan berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Urutan prosesnya adalah sebagai berikut.

  • Asam piruvat yang terbentuk pada tahap glikolisis akan melepaskan gugus karboksilat (COO). Gugus tersebut akan diubah menjadi CO2.
  • Sisa atom C dalam bentuk CH3COO akan mentransfer kelebihan elektronnya pada molekul NAD+ menjadi NADH. Untuk CH3COO akan diubah menjadi asam asetat.
  • Asam asetat akan berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koenzim A (asetil koA).

Untuk memudahkan pemahamanmu tentang dekarboksilasi oksidatif, perhatikan ringkasan berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

3. Siklus Krebs

Siklus Krebs adalah tahapan ketiga dari serangkaian proses respirasi aerob. Pada tahap ini akan dihasilkan 2 molekul ATP, 6 molekul NADH, 2 molekul FADH2, dan 4 molekul CO2. Untuk urutan prosesnya adalah sebagai berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

  • Asetil koA (2 atom C) berikatan dengan asam oksaloasetat (4 atom C) membentuk asam sitrat (6 atom C). Itulah mengapa siklus Krebs biasa disebut siklus asam sitrat.
  • Asam sitrat diubah menjadi asam isositrat.
  • Asam isositrat (6 atom C) diubah menjadi asam α-ketoglutarat (5 atom C). Reaksi ini disertai pelepasan CO2 dan pembentukan NADH.
  • Asam α-ketoglutarat (5 atom C) diubah menjadi suksinil koA yang memiliki 4 atom C. Reaksi ini juga disertai pelepasan CO2 dan pembentukan NADH.
  • Suksinil koA yang terbentuk diubah menjadi asam suksinat (4 atom C). Reaksi ini menghasilkan GTP. Selanjutnya, GTP diubah menjadi ATP.
  • Lalu, asam suksinat diubah menjadi asam fumarat disertai pembentukan FADH2.
  • Asam fumarat yang terbentuk diberi tambahan air agar berubah menjadi asam malat (4 atom C).
  • Asam malat diubah menjadi asam oksaloasetat kembali disertai pembentukan NADH.

Jika disederhanakan, siklus Kreb bisa dituliskan sebagai berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

4. Transpor Elektron

Tahap ini merupakan tahap akhir pada respirasi aerob yang disertai pembentukan ATP paling banyak. Transpor elektron berlangsung di dalam krista, yaitu membran dalam mitokondria. Reaksi yang berlangsung di dalam transpor elektron adalah reaksi reduksi dan oksidasi antara senyawa NADH dan FADH2. Kedua senyawa tersebut dihasilkan dari tahapan sebelumnya. Senyawa yang terlibat dalam transpor elektron adalah koenzim Q, sitokrom B, sitokrom C, sitokrom A, sitokrom A3, dan oksigen. Simak bagan berikut ini.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Adapun penjabaran bagan di atas adalah sebagai berikut.

  • NADH mampu menghasilkan elektron berenergi tinggi melalui proses oksidasi. Lalu, elektron tersebut ditransfer ke koenzim Q. Oleh karena tingginya energi elektron, ADP dan fosfat anorganik bersatu membentuk ATP.
  • Koenzim Q akan dioksidasi oleh sitokrom B. Akibatnya, koenzim Q akan melepaskan elektron dan 2 ion H+.
  • Sitokrom B akan dioksidasi oleh sitokrom C, sehingga dihasilkan energi cukup tinggi. Akibatnya, ADP dan fosfat anorganik akan bersatu membentuk ATP.
  • Selanjutnya, sitokrom C akan mereduksi sitokrom A.
  • Sitokrom A akan mengoksidasi sitokrom A3. Reaksi ini juga memicu bersatunya ADP dan fosfat anorganik membentuk ATP.
  • Sitokrom A3 dioksidasi oleh sebuah atom oksigen. Hasil akhir dari reaksi ini adalah terbentuknya molekul H2O.

Transpor elektron yang melibatkan oksidasi NADH akan menghasilkan 3 ATP dan 1 H2O. Demikian halnya dengan oksidasi FADH2. Pada oksidasi FADH2, jumlah ATP yang dihasilkan lebih sedikit, yaitu 2 ATP. Hal itu disebabkan oleh kecilnya energi yang dihasilkan dari oksidasi FADH2. Secara ringkas, pembentukan ATP dari NADH dan FADH2 ditulis sebagai berikut.

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Dari tahapan glikolisis sampai siklus Krebs NADH dan FADH2 yang dihasilkan berturut-turut adalah 10 dan 2 molekul. Artinya,

Tahapan respirasi sel yang tidak terjadi di dalam mitokondria adalah

Dengan demikian, tahap transpor elektron menghasilkan 34 ATP dan 12 H2O. Jika seluruh ATP  dijumlahkan (mulai glikolisis –  transpor elektron), akan dihasilkan seperti tabel berikut.

Reaksi Jumlah
Glikolisis 2 ATP (digunakan untuk transpor aktif)
Dekarboksilasi Oksidatif
Siklus Krebs 2 ATP
Transpor Elektron 34 ATP
Total 36 ATP

Tak lengkap rasanya belajar respirasi aerob tanpa soal, untuk itu Quipper Blog akan memberikan beberapa contoh soal, seperti berikut ini.

Contoh soal 1

Peristiwa yang terjadi pada proses glikolisis adalah…

  1. Pemecahan glukosa menjadi PGAL.
  2. Pemecahan glukosa menjadi asam laktat.
  3. Pemecahan glukosa menjadi asam piruvat.
  4. Pemecahan glukosa menjadi alkohol.
  5. Pemecahan glukosa menjadi CO2 dan H2O.

Pembahasan:

Glikolisis merupakan tahap awal dalam proses respirasi aerob. Pada tahap ini, 1 molekul glukosa akan dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 senyawa NADH, dan 2 ATP.

Jawaban: C

Contoh soal 2

Pada tahap dekarboksilasi oksidatif, CO2 dihasilkan dari…

  1. asetil koA
  2. gugus karboksilat asam piruvat
  3. senyawa asetat
  4. asetaldehid
  5. fosfogliseraldehid

Pembahasan:

Pada tahap dekarboksilasi oksidatif, asam piruvat akan melepaskan gugus karboksilat, sehingga terbentuk CO2.

Jadi, CO2 yang dihasilkan pada tahap dekarboksilasi oksidatif berasal dari gugus karboksilat asam piruvat.

Jawaban: B

Contoh soal 3

Senyawa yang hanya dihasilkan dari siklus Krebs adalah…

  1. NADH
  2. ATP
  3. CO2
  4. asetil koA
  5. FADH2

Pembahasan:

Senyawa yang hanya dihasilkan dari siklus Krebs adalah FADH2. Senyawa ini terbentuk saat terjadi perubahan asam suksinat menjadi asam fumarat.

Contoh soal 4

Pada proses oksidasi FADH2, ATP tidak bisa terbentuk karena…

  1. Ketersediaan ADP hanya sedikit.
  2. Elektron yang dibutuhkan cukup besar.
  3. Energi yang diperoleh kecil.
  4. Ketersediaan fosfat anorganik sedikit.
  5. Oksidasi FADH2 hanya melepaskan ion H+.

Pembahasan:

Pada proses oksidasi FADH2, energi yang terbentuk tidak cukup untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik, sehingga ATP tidak bisa terbentuk.

Jadi, ada proses oksidasi FADH2, ATP tidak bisa terbentuk karena energi yang diperoleh kecil.

Jawaban: C

Bagaimana Quipperian, mudah kan belajar respirasi aerob bareng Quipper Blog? Semoga materi ini bermanfaat buat Quipperian. Ingin melihat penjelasan lengkapnya oleh tutor Quipper Video? Jangan lupa buat akun Quipper Video-mu, ya. Temukan ribuan soal beserta pembahasannya. Salam Quipper!

[spoiler title=SUMBER]

  • https://d14fikpiqfsi71.cloudfront.net/
  • http://staff.uny.ac.id/[/spoiler]

Penulis: Eka Viandari