Apa yang dimaksud dengan Siklus Krebs

Pengertian Siklus Krebs

Siklus Krebs, juga disebut siklus asam sitrat, adalah langkah utama kedua dalam fosforilasi oksidatif. Setelah glikolisis memecah glukosa menjadi molekul 3-karbon yang lebih kecil, siklus Krebs mentransfer energi dari molekul-molekul ini ke pembawa elektron, yang akan digunakan dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP.

Sekilas

Sebagian besar organisme menggunakan glukosa sebagai sumber bahan bakar utama, tetapi harus memecah glukosa ini dan menyimpan energi dalam ATP dan molekul lainnya. Siklus Krebs terkandung dalam mitokondria. Dalam matriks mitokondria, reaksi dari siklus Krebs menambahkan elektron dan proton ke sejumlah pembawa elektron, yang kemudian digunakan oleh rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP.

Siklus Krebs dimulai dengan produk-produk glikolisis, yang merupakan dua molekul tiga karbon yang dikenal sebagai piruvat. Molekul ini bersifat asam, itulah sebabnya siklus Krebs juga disebut siklus asam trikarboksilat (TCA). Melalui sejumlah reaksi, molekul-molekul ini selanjutnya dipecah menjadi karbon dioksida. Energi dari molekul dipindahkan ke molekul lain, yang disebut pembawa elektron. Molekul-molekul ini membawa energi yang tersimpan ke rantai transpor elektron, yang pada gilirannya menciptakan ATP.

Kemudian, sel menggunakan ATP ini untuk memberi daya pada berbagai reaksi seluler, seperti aktivasi enzim atau transportasi protein. Siklus Krebs adalah yang kedua dari 4 proses berbeda yang harus terjadi untuk mengekstrak energi dari glukosa. Secara keseluruhan, siklus Krebs terdiri dari 9 reaksi berurutan.

Produk Siklus Krebs

Langkah pertama memanfaatkan glukosa, glikolisis, menghasilkan beberapa ATP serta molekul yang akan diproses dengan siklus Krebs. Selama glikolisis, molekul glukosa tunggal dibagi menjadi dua, molekul tiga karbon lebih kecil yang disebut piruvat. Piruvat kemudian dikonversi menjadi asetil KoA. Asetil KoA kemudian digunakan dalam siklus Krebs untuk menghasilkan beberapa produk utama. Pada gilirannya, produk-produk ini kemudian mendorong pembentukan ATP, sumber energi utama sel.

Sebelum tahap pertama siklus Krebs, piruvat diubah menjadi asetil KoA. Selama proses ini, satu molekul CO2 dan satu molekul pembawa elektron NADH diproduksi. Siklus Krebs melibatkan pengubahan asetil KoA ini menjadi karbon dioksida. Selama langkah-langkah siklus, dua molekul CO2 dilepaskan, di samping 3 lebih banyak molekul NADH, satu dari FADH2, dan satu dari GTP.

Jadi, untuk setiap 1 molekul piruvat yang ditambahkan, siklus Krebs akan menghasilkan:

• 2 molekul CO2
• 3 molekul NADH
• 1 molekul FADH2
• 1 molekul GTP

Sebuah molekul glukosa mengandung 2 molekul piruvat, jadi 1 molekul glukosa akan menghasilkan dua kali lipat jumlah produk yang tercantum di atas ketika bergerak melalui siklus Krebs. Produk-produk ini kemudian akan dikonversi menjadi ATP pada tahap selanjutnya dari respirasi aerobik. Karbon dioksida adalah satu-satunya produk “limbah” dan harus dikeluarkan dari sel. Organisme besar harus menghilangkan karbon dioksida dari semua selnya. Pada hewan-hewan ini, karbon dioksida biasanya ditukar dalam insang atau paru-paru dengan oksigen, yang membantu mendorong tahap akhir respirasi aerobik.

Tempat Siklus Krebs

Siklus Krebs hanya terjadi dalam matriks mitokondria. Piruvat terbentuk dalam sitosol sel, kemudian diimpor ke mitokondria. Di sini, ia dikonversi menjadi asetil KoA dan diimpor ke dalam matriks mitokondria. Matriks mitokondria adalah bagian terdalam dari mitokondria. Grafik di bawah ini menunjukkan berbagai bagian mitokondria.

Diagram mitokondria hewan

Matriks mitokondria memiliki enzim dan lingkungan yang diperlukan untuk terjadinya reaksi kompleks siklus Krebs. Lebih lanjut, produk-produk dari siklus Krebs menggerakkan rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif, yang keduanya terjadi pada membran mitokondria bagian dalam. Pembawa elektron akan membuang elektron dan protonnya ke dalam rantai, yang pada akhirnya mendorong produksi ATP. Molekul ini kemudian diekspor dari mitokondria sebagai sumber energi utama untuk sel.

Mitokondria ditemukan di hampir semua organisme, terutama organisme multisel. Tumbuhan, hewan, dan jamur semuanya menggunakan siklus Krebs sebagai bagian yang tidak terpisahkan dari respirasi aerobik.

Langkah-Langkah Siklus Krebs

Siklus Krebs memiliki 9 reaksi utama, yang terjadi dengan cepat secara berurutan. Gambar di bawah ini menunjukkan reaksi-reaksi ini.

Perhatikan bahwa sitrat adalah molekul pertama yang dibuat setelah asetil KoA ditambahkan. Inilah sebabnya mengapa siklus Krebs juga dikenal sebagai siklus asam sitrat. Produk-produk dari siklus tersebut ada pada gambar di atas. Proses ini dikenal sebagai “siklus” karena selalu berakhir pada oksaloasetat yang dapat dikombinasikan dengan asetil KoA baru untuk menghasilkan molekul sitrat baru untuk setiap siklus.

Fungsi Siklus Krebs

Siklus Krebs kemungkinan merupakan bagian terpenting dari proses respirasi aerobik karena mendorong pembentukan pembawa elektron. Operator ini penting. Mereka membawa energi yang digunakan untuk membuat sejumlah besar molekul ATP pada langkah-langkah akhir respirasi aerob. Pembawa elektron yang dihasilkan (NADH dan FADH2) tidak dapat menyediakan energi untuk proses seluler secara langsung. Alih-alih, proses rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif akan menggunakan energi dari molekul-molekul ini untuk mengaktifkan ATP sintase kompleks enzim, yang menghasilkan ATP.