Metabolisme adalah segala proses
reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel
satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan;
sampai mkhluk yang susunan tubuhnya kompleks seperti manuasia. Di dalam proses
ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya
untuk mempertahankan hidupnya.
Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme)
dan proses penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel
hidup.. Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang
penting dalam metabolisme adalah peranannya dalam penawaracunan atau
detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi
senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh.
Anabolisme dibedakan dengan
katabolisme dalam beberapa hal:
·
Anabolisme
merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih
besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul besar menjadi
molekul kecil
·
Anabolisme
merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi
·
Anabolisme
merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi
·
Hasil
akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.
Metabolisme,
Sebuah Reaksi Kompleks
Metabolisme.
Sebuah kata yang tentunya tidak asing lagi saat kita mendengarnya. Paling tidak
sejak SMP kita mengenal istilah ini. Metabolisme, katanya, juga disebut sebagai
reaksi yang sangat penting.
Sebenarnya, apa
itu metabolisme? Metabolisme adalah modifikasi senyawa kimia secara biokimia di
dalam organisme dan sel, secara gampangnya yaitu keseluruhan reaksi kimia yang
berlangsung di dalam tubuh organisme. Reaksi-reaksi tersebut adalah dasar dari
kehidupan, yang membuat sel dapat tumbuh dan bereproduksi, mempertahankan
strukturnya, dan merespon lingkungannya. Metabolisme biasanya terdiri atas
tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur
metabolisme. Secara keseluruhan, metabolisme bertanggung jawab terhadap pengaturan
materi dan sumber energi dari sel. Tugas metabolisme inilah yang menjadikan
metabolisme suatu reaksi yang sangat penting bagi kelangsungan hidup makhluk
hidup.
Karena
metabolisme merupakan keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam tubuh organisme,
tentunya metabolisme tidak hanya terdiri dari satu macam reaksi saja. Secara
umum, metabolisme terbagi atas 2 reaksi:
1. Anabolisme
(reaksi penyusunan)
2. Katabolisme
(reaksi pemecahan)
Walaupun
metabolisme hanya terdiri dari dua macam reaksi, baik anabolisme maupun
katabolisme bukan merupakan suatu reaksi yang sederhana, melainkan terdiri dari
tahapan-tahapan reaksi yang kompleks.
Metabolisme juga
merupakan suatu totalitas proses kimia yang berlangsung di dalam sel. Proses
tersebut hanya dapat berlangsung jika terdapat materi atau zat yang bereaksi
dan didukung energi proses metabolisme tersebut. Di samping dua komponen
tersebut, masih ada lagi molekul yang mutlak diperlukan agar metabolisme
berlangsung, yaitu ATP dan enzim. ATP (Adenosin Trifosfat) adalah molekul
nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula pentosa, basa nitrogen
adenin, dan mengikat tiga gugus fosfat (trifosfat). Kandungan energi tinggi ini
terdapat pada ikatan antara gugus fosfat 1 dan 2 serta gugus fosfat 2 dan 3.
Kedua ikatan fosfat ini bersifat labil. Jika gugus 3 dilepas, akan dihasilkan
senyawa dengan dua gugus fosfat, yaitu Adenosin Difosfat (ADP) dan dibebaskan
banyak energi. Jika gugus 2 juga dilepas, akan dihasilkan senyawa dengan satu
gugus fosfat, yaitu Adenosin Monofosfat (AMP) dan juga dibebaskan banyak
energi.
Metabolisme
sebuah organisme menentukan zat mana yang bergizi dan mana yang beracun bagi
organisme tersebut. Contohnya, beberapa organisme prokariot menggunakan
hidrogen sulfida sebagai bahan gizi, di sisi lain gas ini merupakan racun bagi
hewan. Kecepatan metabolisme, tingkat metabolik, juga mempengaruhi seberapa
banyak makanan yang dibutuhkan organisme.
Ciri-ciri yang
mencolok dari metabolisme adalah kesamaan dari jalur metabolik dasar antara
spesies organisme yang kadang sangat berbeda. Contohnya, serangkaian senyawa
antara pada siklus asam sitrat secara umum ditemukan diantara semua makhluk
hidup, dari bakteri uniseluler Escherichia coli sampai organisme multiseluler
yang sangat besar seperti gajah. Struktur metabolik seperti ini kemungkinan
sebagian besar adalah hasil dari efisiensi tinggi dari jalur-jalur reaksi
diatas, dan hasil dari penampakan permulaannya dalam sejarah evolusi.
Metabolisme
merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel.
Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul
organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang
melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total
merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup
semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat
bertahan hidup.
Produk
metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari komposisi
metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan atau pada suatu
bagian tubuh dinamakan metabolomika.
Jalur
metabolisme
Jalur-jalur
metabolisme penting mencakup:
Jalur umum
* Metabolisme
karbohidrat
* Metabolisme
lemak
* Metabolisme
protein
* Metabolisme asam
nukleat
Katabolisme
Jalur
katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana
mencakup:
* Respirasi sel,
jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari
molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur
metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan.
o Katabolisme
karbohidrat
+
Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.
+ Glikolisis,
pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen.
+ Jalur pentosa
fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa.
o Katabolisme
protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.
* Respirasi
aerobik
o Transpor
elektron
o Fosforilasi
oksidatif
* Respirasi
anaerobik,
o Daur Cori
o Fermentasi
asam laktat
o Fermentasi
o Fermentasi
etanol
Anabolisme
Jalur anabolisme
yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:
* Glikogenesis,
pembentukan glikogen dari glukosa.
*
Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.
* Jalur sintesis
porfirin
* Jalur HMG-CoA
reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid.
* Metabolisme
sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan,
perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis,
misalnya pembentukan alkaloid dan terpenoid.
* Fotosintesis
* Siklus Calvin
dan fiksasi karbon
Metabolisme obat
Jalur
metabolisme obat, yaitu modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa
ksenobiotik lainnya melalui sistem enzim khusus mencakup:
* Sistem sitokrom
P450 okidase
* Sistem
monooksigenase berkandungan flavin
* Metabolisme
alkohol
Metabolisme
nitrogen
Metabolisme
nitrogen mencakup jalur-jalur sirkulasi (turnover) dan ekskresi nitrogen dalam
organisme maupun proses-proses biologis daur nitrogen di alam:
* Daur urea,
jalur penting ekskresi nitrogen dalam bentuk urea.
* Fiksasi
nitrogen biologis
* Asimilasi
nitrogen
* Nitrifikasi
* Denitrifikasi
0 komentar:
Posting Komentar