FUNGSI SEL

 

II. KEHIDUPAN SEL
FUNGSI SEL
Ada empat kategori fungsi organel pada sel eukariot yaitu
  • Fungsi pemebentukan (manufaktur), yaitu fungsi pembentukan makromolekul dan mentransportnya atau membawanya dalam sel itu sendiri
  • Fungsi pemecahan, yaitu fungsi pembuangan dan daur ulang materi-materi dalam sel
  • Fungsi pemrosesan, yaitu perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya
  • Fungsi penyangga, pergerakan dan komunikasi, yaitu fungsi menjaga hubungan sel dengan lingkungan luar sel atau ekstra seluler.
Metabolisme Sel
Metabolisme sel berarti membicarakan perubahan energi, dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
  • Secara definisi energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja atau kemampuan untuk melakukan kerja.
  • Ada bentuk energi yang berbeda yaitu energi kinetik dan energi potensial.
  • Energi kinetik adalah energi pergerakan, panas adalah energi kinetik yang berhubungan dengan perpindahan pergerakan molekul secara random.
  • Energi potensial adalah kapasitas tersimpan untuk melakukan kerja, contohnya energi tersimpan dalam susunan atom atau suatu molekul (energi kimia).
  • Satuan energi adalah Joule. Satu Joule = 0,24 gram kalori (0,00024 Kcal).
Pengaturan konversi atau pemindahan energi mengikuti hukum termodinamika. Termodinamika adalah studi mengenai transformasi energi yang terjadi pada materi.
Hukum Termodinamika
Hukum Termodinamika I:

  • Jumlah energi di alam raya adalah konstan, energi tersebut dapat dipindahkan atau diubah tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
Hukum Termodinamika II:

  • Setiap perubahan energi menghasilkan diorder atau entropi. Entropi adalah jumlah diorder (ketidakurutan) dalam suatu sistem.
  • Disorder adalah keacakan  atau ketidakurutan atau ketidakteraturan atau random.
  • Dengan kata lain hukum termodinamika kedua mengatakan kepada kita bahwa entropi jagad raya meningkat; setiap perubahan atau pemindahan energi meningkatkan entropi jagad raya.
  • Secara tersirat bahwa implikasi dari hukum termodinamika kedua ini adalah apabila suatu sistem menjadi lebih baik, teratur atau tersusun, maka lingkungan di sekitar sistem tersebut menjadi disorder (tidak teratur).
  • Dan konsep tersebut memiliki aplikasi langsung pada aktivitas sel.Sebuah sel menghasilkan struktur teratur berasal dari materi yang mulanya tidak teratur.
  • Hukum kedua termodinamika tersebut menyebabkan transformasi engergi yang dilakukan sel tidak dapat menghasilkan efisiensi 100%.
Hubungan energi dengan mahluk hidup memiliki arti pembahasan mengenai reaksi kimia yang terjadi dalam sel. Ada dua reaksi yaitu
  • reaksi endergonik yaitu reaksi yang membutuhkan input atau pemasukan energi atau endergonik berarti energi masuk dan
  • reaksi eksergonik yaitu reaksi kimia yang melepaskan energi atau eksergonik berarti energi keluar
  • Molekul ATP (adenosin trifosfat) adalah molekul ulang-aling yang membawa energi kimia dalam sel.
  • ATP merupakan molekul yang hampir semuanya menyebabkan kerja seluler, baik untuk munculnya sinar dari kunang-kunang hingga pergerakan sel otot sehingga kita bisa mengayuh sepeda.
  • Gambar 2.4 menunjukkan skematis bagaimana ATP menghasilkan aktivitas seluler.
Gambar 2.4
  • ATP adalah molekul yang memiliki 3 bagian yaitu basa adenin, gula ribosa, dan tiga gugus fosfat yang diikatkan dengan ikatan kovalen.
  • Ikatan kovalen antar gugus fosfat kedua dan ketiga tidak stabil, sehingga kita akan mendapatkan pelepasan gugus fosfat, yang berarti hidrolis ATP menjadi ADP.
  • Perpindahan gugus fosfat ke suatu molekul disebut fosforilasi. ATO adalah sumberdaya dalam sel yang dapat diperbaharui dan itu sebabnya dikenal siklus ATP.
Enzim
  • Untuk dapat memahami arah reaksi dan jalur metabolisme, keduanya melibatkan apa yang disebut enzim, yaitu protein dalam tubuh yang berfungsi sebagai katalis biologi.
  • Katalis adalah suatu molekul kimiawi yang dapat mempercepat proses reaksi tetapi dirinya (molekul bersangkutan) tidak ikut bereaksi atau digunakan.
  • Jadi enzim dapat mempercepat reaksi kimia dalam sel dengan cara menurunkan hambatan energi. Hambatan energi = energi aktivasi = jumlah energi yang dibutuhkan untuk reaksi eksergonik.
  • Enzim tertentu akan mengkatalisis reaksi seluler tertentu.
  • Cara kerja enzim adalah sisi aktif enzim mengikat substrat dan kemudian mengubah substrat menjadi hasil, akibatnya hasil dilepaskan, karena sudah tidak sama dengan substrat lagi.
  • Enzimnya sendiri, setelah hasil substrat dilepaskan, dapat kembali mengikat substrat lagi dan seterusnya satu per satu substrat diubah menjadi hasil.
  • Kerja enzim ini dapat dihambat/dijegal atau dipengaruhi oleh faktor lingkunga seperti temperatur, pH, konsentrasi garam dll.
  • Beberapa enzim membutuhkan ko-faktor (materi bukan protein) dan ko-enzim (seperti vitamin, atau molekul organik lain) yang membantu kerja enzim.
  • Kerja enzim juga dihambat atau dijegal oleh molekul yang disebut inhibitor, pestisida, dan antibiotik
  • Posisi molekul enzim dalam sel dan hasil kerja enzim sangat berhubungan dengan membran biologi.
  • Oleh karena itu sedikit mengenai membran dibahas berikut ini.
Membran
Proses metabolisme menyangkut transport materi asal dan hasil metabolisme di mana akan melibatkan membran biologi.
Struktur membran biologi, yaitu pemisah antara hidup dan tidak hidup dan secara selektif dapat dilalui adalah tiga lapis mosaik cair yang terdiri atas fosfolipid dan protein. Fungsi membran ada empat yaitu:
  • fungsi mosaik yang memfasilitasi proteinnya sebagai enzim, reseptor, sel junction dan transporter atau protein pemindah
  • membran transport, yaitu fungsi difusi, osmosis, difusi yang difasilitasi (oleh protein pemindah), dan transport aktif, yaitu pergerakan molekul melewati membran yang memerlukan energi dari gradien rendah ke gradien tinggi
  • memelihara keseimbangan air (osmoregulasi), yaitu fungsi membran di mana ia bertindak sebagai membran semipermeabel antara isi sel dan lingkungannya, yang meliputi kondisi isotonik, hipotonik, dan hipertonik
  • eksositosis/endositosis, yaitu fungsi membran untuk mengeluarkan atau memasukkan materi dari dan ke luar sel. Termasuk dalam endositosis adalah apa yang disebut fagositosis, pinositosis, dan pinositosis yang diperantai reseptor.
  • Proses metabolisme yang membutuhkan energi dan yang menghasilkan energi terjadi dalam sel dalam organel utama. 
  • Organel utama untuk proses metabolisme yang membutuhkan energi fotosintesis adalah kloroplast.
  • Organel utama untuk proses metabolisme yang menghasilkan energi respirasi selular adalah mitokondria.
Respirasi Selular
  • Respirasi seluler adalah jalur metabolimse yang memanen atau menghasilkan energi.
  • Istilah respirasi sama dengan bernafas yaitu pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2) antara organisme dan lingkungannya.
  • Respirasi selular yaitu pemanenan atas proses menghasilkan energi secara aerobik (perlu O2) dari molekul makanan oleh sel.
  • Oleh karena itu pernafasan dan respirasi selular sangat berhubungan.
Rumus umum untuk respirasi selular adalah:
C6H12O6 + 6O2 à 6 CO2 + 6H2O + ATP
Ada tiga tipe jalur metabolisme yang menghasilkan energi.

  • Tipe yang paling umum terjadi dalam sel yaiut respirasi aerobik dan yang merupakan jalur utama penghasil energi yang menghasilkan ATP (pembentukan ATP), molekul energi bioogi.
  • Istilah aerobik menunjukkan makna bahwa jalur aerobik tidak dapat berlangsung tanpa tersedianya oksigen yang cukup. Setiap pernafasan yang kau ambil, kau memasukkan oksigen untuk menyediakan sel-sel dapat melangsungkan jalur aerobik ini.
  • Dua jalur lain adalah jalur anaerobik, yaitu jalur yang dapat ditempuh tanpa ketersediaan oksigen.
  • Jalur anaerobik yang paling umum adalah jalur fermentasi dan transport elektron anaerob.
  • Kebanyakan bakteri dan protista lain sangat mengandalkan jalur anaerob untuk membuat atau mengahasilkan ATP yang diperlukannya.
  • Ketiga tipe jalur metabolisme penghaisl energi tersebut memulai prosesnya dengan reaksi yang sama yang disebut reaksi glikolisis.
  • Reaksi glikolisis memecah glukosa menjadi dua molekul asam piruvat.
  • Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel tanpa peranan oksigen.
  • Setelah reaksi glikolisis jalur berikutnya bisa berbeda, bisa aerobik, bisa anaerob, tergantung kebutuhan sel dan atau ketersediaan oksigen dalam sel.
  • Apabila jalur melalui aerob yang ditempuh, maka proses akan dilangsungkan dalam organel mitrokondria. Dalam mitokondria oksigen adalah penerima elektron terakhir yang dilepaskan selama proses reaksi.
  • Apabila jalur anaerob yang dipilih maka proses metabolisme berlangsung tetap paa sitoplasma sel dan substansi selain oksigen dalam sitoplasma adalah penerima elektron terakhir.
  • Dalam ketiga jalur tersebut, reaksi tidak dapat mereka langsungkan sendiri, tetapi harus dibantu enzim.
Respirasi Aerobik
  • Respirasi aerobik adalah jalur yang paling banyak menghasilkan energi ATP dari satu molekul glukosa, yaitu satu molekul glukosa melalui jalur respirasi aerobik dapat dihasilkan 36 bahkan lebih molekul ATP, bila lewar jalur fermentasi satu molekul glukosa dihasilkan 2 ATP.
  • Bila Anda seekor bakteri, Anda memang tidak butuh banyak ATP. Tapi bila Anda berukuran besar, memiliki sistem yang kompleks dan beraktifitas tinggi maka ketergantungan Anda akan ketersediaan ATP yang cukup yaitu melalui jalur aerobik sangat penting.
  • Rumus umum respirasi seluler di atas hanya menunjukkan gugus awal reaksi (yaitu glukosa) dan gugus final reaksi (yaitu karbondioksida dan air) dari jalur tersebut.
  • Di antara kedua molekul start dan finish tersebut ada tiga tahapan reaksi berlangsung.
  • Tahap pertamanya adalah glikolisis,
  • tahap keduanya adalah termasuk apa yang disebut siklus Krebs, yaitu tahapan mulai dari molekul piruvat dipecah secara lengkap menjadi air dan karbondioksida.
  • Tahap ketiganya adalah fosforilasi transport elektron.
  • Selama tahapan kedua, dihasilkan banyak ATP, tetapi hidrogran dan elektron dibatasi pergerakannya alias dilepaskan dan dipindahkan oleh koenzim (NAD+ dan FAD) ke sistem transport elektron.
  • Sistem tersebut bersamaan dengan enzim di dekatnya menjadi mesin untuk proses fosforilasi transport elektron. Tahap ketiga inilah yang menghasilkan banyak sekali molekul ATP.
  • Gambar 2.5 menunjukkan skematis bagaimana jalur utama reaksi metabolisme yang menghasilkan energi utama yaitu respirasi aerobik dalam sel berlangsung.
  • Detail bagaimana proses glikolisis yang menghasilkan dua ATP digambarkan pada Gambar 2.6
  • dan siklus Krebs pada Gambar 2.7.
Pos ini dipublikasikan di Uncategorized. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s