Respirasi aerob dan anaerob merupakan respirasi sel yaitu pemecahan molekul untuk memperoleh energi. Respirasi aerob merupakan jenis respirasi yang membutuhkan oksigen, kebalikan dari respirasi anaerob.
Makanan yang kita konsumsi bisa merubah menjadi energi untuk manusia karena adanya respirasi aerob. Ini merupakan serangkaian proses yang membuat komponen di dalam makanan menghasilkan energi di dalam tubuh kita.
Pengertian Respirasi Aerob
Secara umum, respirasi aerob diartikan sebagai proses reaksi pemecahan senyawa glukosa atau penguraian senyawa organik dengan bantuan oksigen. Dalam proses pemecahan, oksigen diperlukan untuk menangkap elektron hingga bereaksi terhadap ion hydrogen dan bisa menghasilkan air.
Proses penguraian senyawa tersebut akan berlangsung di dalam tubuh seseorang dalam empat tahap respirasi aerob hingga akhirnya menghasilkan energi bagi tubuh. Di antaranya dekarboksilasi oksidatif, glikolisis, rantai transport elektron dan siklus krebs.
Perbedaan Respirasi Aerob dengan Anaerob
Respirasi dengan bantuan oksigen mampu menghasilkan energi dalam jumlah besar yaitu 32 molekul ATP. Sedangkan respirasi anaerob hanya menghasilkan energi dalam jumlah kecil yaitu 2 molekul. Berikut perbedaan respirasi dengan bantuan oksigen dan tanpa oksigen:
- Semua proses respirasi aerob terjadi di matriks mitokondria sedangkan anaerob pada sitoplasma.
- Perbedaan jumlah ATP yang dihasilkan membuat respirasi dengan bantuan oksigen (aerob) lebih banyak menghasilkan energi daripada anaerob.
- Respirasi secara aerob memiliki tujuan menguraikan senyawa sedangkan anaerob bertujuan untuk bisa mengurangi senyawa organik.
Tahapan Respirasi Aerob
Dalam pembahasan sebelumnya telah disinggung bahwa untuk bisa menghasilkan energi, glukosa perlu melewati beberapa tahapan. Berikut beberapa tahapan mengenai respirasi aerob:
1. Glikolisis
Glikolisi merupakan tahap pertama dalam proses respirasi secara aerob. Proses ini terjadi pada bagian sitosol atau sitoplasma. Pada tahap ini, molekul glukosa akan diuraikan menjadi senyawa yang sederhana. Berikut tahapan dalam proses glikolisis:
- Glukosa berubah menjadi glukosa 6-fosfat yang disertai dengan pemecahan ATP menjadi Adenosin Difosfat (ADP) yang diperlukan untuk bisa menjadi energi.
- Setelah itu, glukosa 6-fosfat akan diubah lagi menjadi fruktosa 6-fosfat.
- Fruktosa 6-fosfat akan diubah lagi menjadi fruktosa 1,6 bifosfat melalui penguraian ATP jadi ADP.
- Selanjutnya Fruktosa 1,6 difosfat dipecah menjadi 1 PGAL dan 1 molekul dihidroksiaseton
- Untuk menghasilkan 2 molekul PGAL, molekul DHAP diubah menjadi PGAL.
- Molekul PGAL diubah kembali menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan cara mengikat fosfat organik. Setiap 1 molekul PGAL akan menghasilkan 1 NADH.
- 1,3 bifosfogliserat bisa diubah menjadi 3-fosfogliserat yang mana ATP menjadi sumber energi.
- 3-fosfogliserat bisa berubah menjadi 2-fosfogliserat.
- 2-fosfogliserat berubh menjadi senyawa fosfoenolpiruvat (PEP)
- ATP dibentuk dan Fosfoenolpiruvat diubah menjadi asam piruvat
- ATP menjadi energi untuk mengantarkan ke mitokondria
2. Dekarboksilasi Oksidatif
Tahap selanjutnya yaitudekarboksilasi oksidatif yang terjadi pada bagian mitokondria. Saat masuk ke tahap dekarboksilasi oksidatif, menghasilkan masing-masing 2 molekul pada setil koenzim A, CO2 dan NADH. Berikut urutan tahapan dekarboksilasi oksidatif:
- Asam piruvat yang dihasilkan dalam tahap sebelumnya akan melepaskan gugus karboksilat yang diubah menjadi CO2. Sisa atom C berbentuk CH3COO-.
- CH3COO memindahkan kelebihan elektron pada molekul NAD+ untuk berubah menjadi NADH. Adapun CH3COO akan berubah menjadi asam asetat.
- Asam asetat terikat dengan koenzim A sehingga bisa membentuk koenzim A.
3. Siklus Krebs
Tahapan ketiga pada respirasi aero nada siklus krebs yang akan menghasilkan 2 molekul ATP, 2 molekul FADH2, 6 molekul NADH dan 4 molekul CO2. Bisa disimpulkan bahwa karbon dioksida dihasilkan dalam proses siklus krebs pada respirasi aerob. Berikut urutan siklus krebs:
- Untuk membentuk asam sitrat, Asetil Koenzim A terikat dengan asam oksaloasetat
- Asam sitrat akan diubah menjadi asam isositrat
- Asam isositrat menjadi asam α-ketoglutarat. Pada saat yang sama NADH dibentuk dan CO2 melakukan pelepasan.
- Asam α-ketoglutarat diubah menjadi suksinil koenzim A yang memiliki kandungan 4 atom C. Sama seperti tahap sebelumnya, tahap ini disertai dengan pelepasan C02 dan pembentukan NADH.
- Suksinil koenzim A diubah menjadi asam suksinat dan akan menghasilkan GTP.
- GTP diubah menjadi ATP.
- Asam suksinat akan diubah menjadi asam malat
- Tahap terakhir, asam malat akan diubah menjadi asam oksaloasetat yang disertai dengan pembentukan NADH.
4. Transpor Elektron
Tahap terakhir respirasi yaitu transfer elektron yang terjadi pada bagian membrane mitokondria yang dikenal dengan krista. Senyawa yang terjadi di dalam tahap transport elektron yaitu sitokrom B, sitokrom C, sitokrom A, sitokrom A3, koenzim Q serta oksigen. Berikut rincian dari proses transport elektron:
- Jika sudah melalui proses oksidasi, NADH akan menghasilkan elektron dengan energi tinggi.
- Elektron yang dihasilkan oleh NADH kemudian dutransfer ke koenzim Q lalu ADP dan fosfat bersatu menghasilkan ATP karena energi elektron yang tinggi.
- Koenzim Q lalu dioksidasi oleh sitokrom B sehingga akan melepaskan elektron dan 2 ion H+.
- Sitokrom B dioksidasi sitokro C. Proses tersebut bisa menghasilkan energi serta membuat ADP dan Fosfat menjadi ATP.
- Sitokrom C mereduksi sitokrom A
- Sitokrom A lalu mengoksidasi sitokrom A3 sehingga memicu gabungnya fosfat anorganik dan ADP menjadi ATP.
- Sitokrom A3 dioksidasi oksigen dan membentuk H20.
Bisa disimpulkan respirasi aerob menempuh 4 tahapan yang menghasilkan 36 ATP dengan rincian Glikolisis 2 ATP, Siklus krebs 2 ATP, Transpor Elektron 34 ATP dan Dekarboksilasi Oksidatif tidak. Pembahasan mengenai respirasi ini perlu diketahui oleh pelajar yang masih sekolah.