Respirasi merupakan contoh peristiwa Katabolisme.
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
Produk antara pada respirasi sel dipakai sebagai bahan dasar untuk metabolisme.
Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan :
- Respirasi aerob : respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Oksigen merupakan penerima hidrogen terakhir.
- Respirasi anaerob : respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen, tetapi senyawa lain seperti asam piruvat, dan asetaldehid.
Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap, yaitu :
- Glikolisis
- Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat
- Daur Krebs, dan
- Sistem Transfer Elektron
Glikolisis :
- Berlangsung di sitoplasma
- Berlangsung secara anaerob
- Mengubah satu molekul glukosa ( 6C ) menjadi dua molekul asam piruvat ( 3C )
- Untuk setiap molekul glukosa dihasilkan energi 2 ATP dan 2 NADH
- Dikenal sebagai Reaksi Embden dan Meyerhoff
Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat :
- Berlangsung pada matriks mitokondria
- Mengubah asam piruvat (3C) menjadi Asetil Ko-A (2C)
- Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa
Siklus Krebs :
- Berlangsung pada matriks mitokondria
- Mengubah Asetil-KoA (2C) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1)
- Untuk setiap molekul Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 2 NADH
Rantai Pengangkutan Elektron ;
- NADH2 dan FADH2 merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen
- Melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH2 dan FADH2 yang dihasilkan pada proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan daur Krebs dilepaskan ke Oksigen (sebagai penerima hidrogen terakhir) untuk membentuk H2O dengan melepas energi secara bertahap.
- Satu molekul NADH2 akan menghasilkan 3 ATP, sedang satu molekul FADH2menghasilkan 2 ATP.
Glikolisis :
Alternatif 1 : Bila tidak tersedia cukup oksigen, akan berlangsung respirasi anaerob / fermentasi, seperti pada diagram/skema di bawah ini :
Bila kondisi anaerob berubah menjadi aerob pada fermentasi alkohol maka akan berlanjut dengan fermentasi asam cuka.
Perbandingan antara fermentasi alkohol dan fermentasi asam cuka adalah sebagai berikut:
| Faktor Pembeda | Fermentasi Alkohol | Fermentasi Asam Cuka |
| Keperluan O2 | tanpa O2 bebas | memerlukan O2 bebas |
| Contoh Mikroorganisme | Saccharomyces spp. | Acetobacter xylinum |
| Bahan dasar | glukosa | alkohol |
| Hasil | alkohol dan CO2 | asam cuka dan air |
| Reaksi kimia | C6H12O6 –> 2C2H5OH + 2CO2 + 28 kal | C2H5OH –> CH3COOH + H2O + 15 kal |
ALTERNATIF 2 : Jika tersedia Oksigen, asam piruvat akan memasuki Siklus Krebs dan Sistem Transpor Elektron :
Siklus Krebs, disebut juga siklus asam sitrat karena senyawa yang pertama terbentuk adalah asam sitrat
Transpor elektron, melibatkan oksigen sebagai penerima elektron terakhir
Output energi yang dihasilkan selama proses perombakan satu molekul glukosa adalah sebagai berikut:
Substrat untuk respirasi tidak selalu dalam bentuk karbohidrat, tetapi bisa juga berupa protein atau lemak. Perhatikan skema hubungan antara berbagai substrat tersebut dalam proses respirasi aerob di bawah ini :
