Mengenal Proses Respirasi Aerob dan Anaerob

Proses Respirasi

Respirasi merupakan proses oksidasi suatu senyawa organik secara terarah yang menghasilkan energi untuk pemeliharaan metabolisme di dalam tubuh makhluk hidup.

Respirasi di atas bukan merupakan respirasi tingkat organisme, tetapi pada tingkat selular.

Dua Macam Respirasi

Respirasi dibagi menjadi 2, yaitu sebagai berikut.

1. Respirasi aerob
   Respirasi aerob merupakan respirasi yang membutuhkan oksigen bebas.
   Oksigen ini berfungsi sebagai penerima (akseptor) elektron atau hidrogen terakhir.
2. Respirasi anaerob
   Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sehingga penerima elektron atau hidrogen terakhir merupakan senyawa-senyawa tertentu selain oksigen seperti sulfat (SO₄^2-), karbonat (CO₃^2-), piruvat, asetaldehid.

Empat Tahap Respirasi Aerob

Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap, yaitu sebagai berikut.

1. Glikolisis

Pada tahap glikolisis, terjadi

• Proses reaksi pemecahan glukosa (senyawa berkarbon fruktosa 1, 6 phosphat) menjadi 2 molekul asam piruvat (senyawa berkarbon 3).
  Glukosa dirubah menjadi fruktosa 1, 6 phosphat menggunakan 2 ATP.
• Terjadi di dalam sitoplasma.
• Berlangsung secara anaerob.
• Menghasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa (1 NADH = 3 ATP).

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

Pada tahap dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, terjadi

• Mengubah Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).
• Berlangsung pada matriks mitokondria.
• Menghasilkan 1 NADH, CO₂, dan 1 Asetil-KoA untuk setiap pengubahan molekul Asam Piruvat (Total dihasilkan 2 Asetil KoA, karena Asam Piruvat yang diubah sebanyak 2 mol).

3. Siklus Krebs

Pada tahap siklus krebs, terjadi

• Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) yang dihasilkan dari dekarboksilasi oksidatif diubah menjadi CO₂ (senyawa berkarbon 1).
• Berlangsung pada matriks mitokondria.
• Setiap molekul Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, 3 NADH (1 FADH = 2 ATP), dan 2 CO₂.

4. Transfer Elektron

Pada tahap transfer elektron krebs, terjadi

• Melalui rantai respirasi, elektron/hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs, dilepaskan dan diterima oleh O₂ sebagai penerima elektron terakhir, sehingga terbentuk H₂O dan energi (ATP) secara bertahap.
• NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi (reduktor) yang menghasilkan elektron/ion hidrogen.
• Reaksi ini terjadi pada membran dalam (matriks) mitokondria.
• Satu molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan menghasilkan 2 ATP.

Total energi yang dihasilkan untuk setiap pemecahan (oksidasi) satu molekul glukosa pada sel prokariotik yaitu:

1. Glikolisis, menghasilkan 8 ATP
2. Dekarboksilasi oksidatif, menghasilkan 6 ATP (2 NADH)
3. Siklus krebs, menghasilkan 24 ATP

Jumlah total : 38 ATP

Pada sel eukariotik dihasilkan 36 ATP karena transport 2 NADH ke dalam matriks mitokondria membutuhkan energi sebesar 2 ATP.