Metabolisme Sel

komponen kimia selMetabolisme sel dapat dikatakan sebagai proses yang dilakukan sel untuk mengatur sumber sumber daya materi dan energi yang dimiikinya.  Dalam prosesnya, sel melakukan berbagai reaksi kimia dalam berbagai jalur yang mengubah molekul melalui beberapa tahapan.

Terdapa dua macam jalur metabolise yang dimiliki oleh sel, yaitu :

  1. Jalur kataolik : Proses yang memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana dengan meleaskan energi.
  2. Jalur anabolik : Proses yang memerlukan energi untuk membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana.

Sebagian besar proses diatas dilakukan oleh sel dengan bantuan Adenosin Trifosfat (ATP) dan enzim.

Adenosin Trifosfat (ATP)

ATP merupakan suatu tipe nukleotida yang dapat ditemukan pada asam nukleat. ATP memiliki basa nitrogen adenin yang berikatan dengan ribosa, sebagaimana sebuah nukleotida adenin RNA. Perbedaannya adalah pada RNA hanya terdapat satu gugus fosfat yang menempel pada ribosa, sedangkan pada ATP terdapat suatu rantai yang terdiri dari tiga gugus fosfat yang berikatan dengan ribosa.

Ikatan antara fosfat pada ekor ATP dapat diputus melalui proses hidrolisis. Melalui proses ini, satu molekul fosfat anorganik dilepaskan dari ATP sehingga ATP berubah menjadi ADP. Reaksi ini merupakan reaksi eksergonik dan dalam kondisi laboratorium melepaskan 7,3 kkal untuk setiap mol ATP yang terhidrolisis berdasarkan reaksi :

ATP + H2O ==> ADP + PI

Bagaimana ATP bekerja di dalam metabolisme sel?

Apabila ATP terlarut di dalam air maka energi yang dilepaskan ATP memiliki kemampuan untuk memanaskan air  yang terdapat di sekelilingnya. Bila ini terjadi di dalam sel, selain memboroskan energi, maka hal ini merupakan sesuatu yang membahayakan kehidupan. Oleh sebab itu, sel memerlukan bantuan enzim tertentu yang memiliki kemampuan mengikat energi yang dihasilkan hidrolisis ATP dan membawa fosfat yang dihasilkan proses tersebut ke lokasi yang membutuhkan energi. Senyawa penerima ATP ini kemudian disebut terfosforisasi (phosphorylated)

Regenerasi ATP

Suatu sel terus menerus menggunakan dan menghasilkan ATP. Mereka menghasilkan ATP dengan menambahkan satu gugus fosfat pada ADP. Energi bebas yang diperlukan untuk membentuk ATP berasal dari energi katabolik yang terjadi didalam sel berdasarkan reaksi :

ADP + Pi ==> ATP + H2O

Enzim

Enzim adalah protein katalis yang sangat dibutuhkan di dalam metabolisme sel. Katalis merupakan suatu agen kimia yag mengubah kecepatan reaksi tanpa ikut berubah akibat reaksi tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan enzim dikarenakan enzim mamu mengurangi energi aktivati aktivasi yang dibutuhkan. Energi aktivasi adalah energi yang dibutuhkan untuk memecahkan molekul senyawa reaktan. Ikatan pada senyawa tersebut hanya dapat putus bila molekul tersebut telah menyerap energi dari lingkungan sekitarnya dan menjadikannya sebagai molekul yang tidak stabil. Pada umumnya energi tersebut adalah panas yang terdapat di lingkungan sekitar molekul. Panas yang diserap oleh molekul meningkatka kecepatan atom atom di dalam molekul yang kemudian meningkatkan probalitas atom atom tersebut saling bertubrukan sehingga menurunkan kestabilan tersebut.

Peranan enzim adalah menurunkan batasan energi aktivasi yang dibutuhkan memulai reaksi. Turunnya batasan energi ini memungkinkan reaksi kimia terjadi di temperatur yang lebih rendah. Hal ini sangat penting karena sebagian besar molekul yang berkaitan dengan proses kehidupan sangat sensitif terhadap suhu. Bayangkan saja jika di dalam metabolisme sel menghasilkan atau membutuhkan suhu tinggi? Bisa bisa bagian tubuh kita meleleh dikarenakan hal ini.

Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan secara umum seperti pH dan temperatur serta senyawa kimia tertentu yang dapat mempengaruhi kerja enzim

  1. Pengaruh temperatur dan pH
    Karena enzim merupakan suatu protein maka temperatur dan pH merupakan faktor penting bagi aktivitas enzim. Kemampuan enzim akan meningkat sejalan dengan peningkatan temperatur lingkungan karena tumbukan antara substrat dengan sisi aktif enzim akan meningkat dengan meningkatnya pergerakan molekul. Akan tetapi, kemampuan kerja enzim akan menurun diatas suhu tertentu. Hal ini disebabkan karena panas mengganggu ikatan hidrogen, ion dan berbagai ikatan yang menstabilkan bentuk aktif dari enzim da dengan demikian enzim menjadi denaturalisasi. Setiap enzim memiliki temperatur optimum dimana kecepatan reaksi mencapai titik tertinggi, pada temperatur tersebut jumlah molekul yang berikatan dengan sisi aktif mencapai titik tertinggi tanpa terjadi proses denaturalisasi enzim.
  2. Kofaktor
    Kofaktor adalah ion atau molekul yang diperlukan oleh beberapa enzim untuk melakukan proses katalis. Kofaktor berupa molekul organik seringkali dikenal sebagai koenzim.
  3. Inhibitor
    Senyawa kimia tertentu memiliki kemampan untuk menghambat kerja sebagian enzim. Jika senyawa ni berkaitan dengan ikatan kovalen ada enzim maka inhibisi (proses penghambatan kerja ini bersifat permanen ata tidak dapat dihilangkan.
    Beberapa inhibitor yang tidak terlalu kuat memiliki kemampuan mengubah bentuk molekulnya sehingga menyerupai substrat dan bersaing dengan substrat untuk berikatan pada sisi aktif enzim. Senyawa ini dikenal dengan istilah inhibitor kompetitif.
  4. Kontrol sel terhadap metabolisme
    Sebagian enzim mengalami bentuk bila senyawa regulator, baik aktivator maupun inhibitor berikatan pada daerah tertentu sisi allosterik. Pada proses feedback inhbibition roduk akhir suatu jalur metabolisme sel menghambat kerja enzim pada tahap awal jalur metabolisme tersebut. Sementara pada proses kooperatif, molekul substrat berikatan pada salah satu sisi aktif suatu subunit enzim yang selanjutnya mengaktifkan subunit baru.

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *