Anabolisme

Friday, November 22nd, 2013 - Biologi, Pendidikan

Anabolisme – Anabolisme merupakan reaksi proses penyusunan (sintesis) senyawa kompleks dari senyawa sederhana yang berlangsung di dalam sel. Dalam proses penyusunan senyawa kimia tersebut diperlukan energi. Jika energi berasal dari sinar matahari akan digunakan untuk proses fotosintesis adapun jika energi berasal dari energi kimia digunakan untuk proses kemosintesis.

Anabolisme

Berikut dijelaskan beberap proses anabolisme:

1) Fotosintesis

Reaksi fotosintesis akan menghasilkan karbohidrat dan oksigen. proses fotosintesis yang terjadi di dalam daun dapat menghasilkan senyawa karbohidrat (amilum) dengan bantuan energi cahaya (foton). Sumber energi cahaya (foton) adalah matahari. Proses fotosintesis terjadi di dalam kloroplas.

anabolisme-1

Kloroplas terdapat di dalam daging daun (mesofil) dan juga dapat ditemukan pada bagian-bagian lain seperti batang dan ranting yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat pigmen berwarna hijau yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang dapat menyerap energi spektrum cahaya matahari. Susunan kloroplas terdiri atas membran ganda yang menyelubungi ruangan berisi cairan (stroma). Membran tersebut membentuk suatu system disebut membram tilakoid dan bentuknya seperti suatu bangunan kantung disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung telakoid itu dapat berbentuk berlapis-lapis disebut grana.

Karena letak klorofil berada pada membran tilakoid, maka proses pengubahan energi cahaya (foton) menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedangkan proses fotosintesis dengan produk akhir glukosa dan senyawa lain berlangsung di dalam stroma.

Tahapan dalam proses fotosintesis merupakan rangkaian dari suatu proses penangkapan energi cahaya (fotosistem), aliran elektron dan penggunaannya. Klorofil hanyalah sebagian dari perangkat fotosistem untuk menangkap energi cahaya dalam proses fotosintesis.

a. Fotosistem

Fotosistem merupakan suatu unit yang terdiri atas klorofil a, kompleks antene dan akseptor elektron yang mampu menangkap energi cahaya (foton) matahari. Jika klorofil hanya menyerap cahaya merah, ungu, dan biru kemudian dipantulkan kembali maka terlihat warna hijau. Warna klorofil dapat berbeda-beda tergantung dari jenis klorofil dan cahaya yang terserap kemudian dipantulkan.

Ada dua macam klorofil, yaitu sebagai berikut.

  1. Klorofil a, yaitu klorofil yang memiliki pigmen warna hijau, pigmen merupakan senyawa kimia yang dapat menyerap cahaya tampak.
  2. Klorofil b, klorofil yang memiliki pigmen warna kuning sampai jingga disebut karoten memiliki struktur mirip dengan klorofil a.

b. Aliran elektron

Perjalanan yang ditempuh oleh elektron ada dua yaitu sebagai berikut:

  • Aliran elektron fotosistem I bersifat siklus

Cahaya berenergi tinggi yang terserap klorofil a dapat menyebabkan electron (e-) berasal dari fotosistem I atau P700 terlempar keluar orbitnya. Pada saat perjalanan elektron (e-) berasal dari P700 yang terlempar keluar orbit tersebut lalu ditangkap oleh akseptor penerima electron seperti plastokuinon atau sitokrom. Kemudian electron itu pindah ke akseptor lain, lalu pindah kembali ke klorofil P700 semula. Selama proses perpindahan dari akseptor satu ke akseptor lain terdapat energi yang terlepas dari elektron, energi tersebut digunakan dalam fotofosforilasi siklik dengan produk akhir berupa ATP, dan tidak dihasilkan NADPH serta O2.

Aliran Elektron Fotosistem I Bersifat Siklus

Aliran Elektron Fotosistem I Bersifat Siklus

ATP digunakan sebagai energi yang dapat dimanfaatkan dalam proses biologis sel-sel organisme, seperti yang telah kita pelajari sebelumnya. Dalam hal ini ATP berguna dalam pembentukan karbohidrat. Perlu Anda ketahui sintesis ATP dalam kloroplas disebut sebagai fotofosforilasi. Fotofosforilasi adalah peristiwa bereaksinya senyawa ADP dan asam fosfat menjadi ATP, seperti berikut.

ADP + Pi —> ATP (Pi adalah fosfat anorganik)
  • Aliran elektron fotosistem II bersifat nonsiklus

Perjalanan aliran elektron fotosistem II, elektronnya (e-) juga berasal dari P700. Elektron (e-) yang terlempar keluar orbit dan ditangkap oleh akseptor elektron yaitu NADPH2 kemudian elektron (e-) bersamaan dengan 2H- berasal dari pecahan H2O mengikuti jalannya elektron siklik pindah ke akseptor lain seperti plastosianin atau feredoksin. Selanjutnya elektron itu pindah dan tidak kembali ke klorofil P700, tetapi mengalir melalui membran tilakoid. Dengan pelepasan elektron tersebut, maka P700 menjadi molekul yang teroksidasi sehingga menyedot elektron dari P680 berenergi tinggi yang berasal dari energi cahaya (foton) matahari. Molekul NADPH2 dan ATP yang berenergi tinggi digunakan untuk mengubah CO2 dan H2O menjadi produk gula (seperti glukosa, maltosa, fruktosa dan amilum) dan O2. Proses pembentukan gula (karbohidrat) dapat Anda lihat pada siklus Calvin.

c. Siklus Calvin

Siklus Calvin terdiri atas dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang akan menghasilkan produk akhir berupa ATP dan NADPH2 dan reaksi gelap akan menghasilkan gula (karbohidrat), kedua reaksi tersebut terjadi dalam kloroplas yang terdapat di dalam daging daun (mesofil). Tahapan reaksi Siklus Calvin adalah karboksilasi, reduksi dan regenerasi sebagai berikut.

Siklus Calvin

Siklus Calvin

1. Karboksilasi (fiksasi) CO2

CO2 diikat (fiksasi) oleh senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) yang memiliki atom C sebanyak 5 (C-5), karena hanya mengikat satu atom C (C-1) maka terbentuk senyawa RuBP dengan atom C sebanyak 6 (C-6) dalam keadaan yang tidak stabil dan pecah menjadi 2 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P).

2. Reduksi

Reduksi Selanjutnya 2 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P) bereaksi dengan ATP, membentuk asam fosfogliseraldehid yang masih berikatan dengan H2 berasal dari NADPH2. Siklus reaksinya harus berjalan 3 kali, baru terbentuk hasil akhir yaitu 6 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P).

3. Regenerasi

Regenerasi atau pembentukan kembali senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) digunakan untuk mengikat CO2. Pembentukan kembali senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) dan pecah menjadi 2 senyawa (G3P) bereaksi dengan ATP membentuk asam fosfogliseraldehid dan NADPH2. Siklus reaksinya berjalan 3 kali, dan kembali regenerasi lagi. Jadi untuk membentuk 1 molekul glukosa maka dibutuhkan sebanyak 6 kali siklus (siklus Calvin) dengan menangkap sebanyak 6 molekul 6CO2, reaksinya sebagai berikut.

6CO2 + 6H2O ———> C6H12O6 + 6O2

2) Kemosintesis

Sebagaimana telah Anda ketahui, bahwa sumber energi pada proses reaksi penyusunan (sintesis) molekul gula (karbohidrat) dari molekul CO2 dan H2O yang berlangsung di dalam sel makhluk hidup, adalah cahaya (foton) matahari, tetapi tidak semua makhluk hidup menggunakan cahaya sebagai sumber energinya. Contohnya pada beberapa mikroorganisme seperti bakteri belerang, bakteri nitrit, bakteri nitrat, dan bakteri besi memperoleh energi dengan cara mengoksidasi senyawa kimia. Jadi, jika pada proses penyusunan bahan organik yang menggunakan sumber energi dengan cara pengoksidasian (pemecahan) senyawa kimia disebut kemosintesis. Berikut pengoksidasian beberapa bakteri untuk memperoleh energi kimia.

a. Bakteri belerang, misalnya bakteri sulfur tak berwarna (Thiobacillus) memperoleh energi dengan cara mengoksidasi H2S, reaksinya:

anabolisme-4Selanjutnya energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO2 menjadi gula (karbohidrat), reaksinya:anabolisme-5b. Bakteri nitrit, misalnya bakteri Nitrosomonas dan Nitrococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3 dalam bentuk senyawa ammonium karbonat menjadi asam nitrit, reaksinya:

anabolisme-6c. Bakteri nitrat, misalnya bakteri Nitrobacter memperoleh energi dengan cara mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, reaksinya:

anabolisme-7

d. Bakteri besi, misalnya lipotrik memperoleh energi dengan cara mengoksidasi ferro menjadi ferri, reaksinya:

anabolisme-8

Demikian penjelasan tentang anabolisme, semoga bermanfaat. Baca juga penjelasan tentang Pengertian Metabolisme dan Sel Manusia.

Kata Kunci:

apa itu regulosabifosfat (RuBp)
Anabolisme | Wawang Armansyah | 4.5