Anda, saat ini, adalah situs dari beberapa biokimia yang luar biasa rumit. Agar tubuh Anda benar-benar melakukan apa saja — melompat di atas trampolin, berjalan sendiri ke kamar mandi, menggerakkan bola mata Anda saat membaca artikel ini — Anda harus mampu melakukan sesuatu yang disebut respirasi seluler, di mana sel- sel Anda menghasilkan energi dari oksigen yang Anda hirup dan makanan yang Anda makan. Dan seperti yang dapat Anda bayangkan, mengubah sandwich selai kacang dan jeli menjadi push-up adalah sedikit proses.
Respirasi Seluler
Salah satu tujuan utama respirasi sel adalah untuk menciptakan jenis energi tertentu yang tersimpan yang disebut ATP, atau adenosin trifosfat. Anggap saja sebagai bahasa energi yang diucapkan oleh sel-sel Anda. Sinar matahari adalah energi, tetapi kita tidak dapat memberi daya pada tubuh kita dengan itu karena itu tidak berbicara bahasa energi yang diketahui tubuh kita — tubuh hewan hanya berbicara ATP, jadi entah bagaimana kita harus mengubah gula dalam PB&J menjadi ATP untuk melakukan push-up .
Satu langkah dari perjalanan panjang dari sandwich ke push-up disebut siklus Krebs (juga dikenal sebagai siklus asam sitrat (CAC), atau siklus asam trikarboksilat (TAC)) setelah Hans Krebs, yang pertama kali mengerjakan bagian biokimia yang gila ini pada tahun 1937 dan untuk itu dia memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1953 . Itu diterima dengan baik karena siklus Krebs adalah doozy mutlak yang memanfaatkan perubahan ikatan kimia untuk mengatur ulang energi.
Siklus Krebs terjadi di sel kita melintasi membran bagian dalam mitokondria — organel yang bertanggung jawab untuk produksi daya seluler. Respirasi sel adalah proses multi-langkah, dimulai dengan glikolisis, yang memecah cincin enam karbon glukosa dan menyajikan molekul tiga karbon yang disebut asam piruvat dan dua senyawa kaya energi yang disebut NADH. Dari sini, siklus Krebs mengambilnya.
Siklus Krebs
Siklus Krebs adalah proses aerobik, yang berarti memerlukan oksigen untuk bekerja, sehingga siklus Krebs langsung bekerja dengan mencampurkan karbon dan oksigen dalam jalur respirasi:
"Pertama, dua karbon memasuki siklus dan dua karbon dioksidasi dan dikeluarkan dari siklus," kata Dale Beach, profesor di Departemen Ilmu Biologi dan Lingkungan di Longwood University di Farmville, Virginia. "Kita dapat menganggap langkah pertama ini sebagai menyelesaikan oksidasi gula glukosa, dan jika kita menghitung gula, enam memasuki jalur respirasi pada glikolisis, dan total enam harus keluar. Ini sebenarnya bukan enam karbon yang sama, tetapi itu membantu memperkuat konversi glukosa menjadi karbon dioksida melalui jalur itu."
Salah satu karbon dari ikatan molekul tiga karbon dengan molekul oksigen dan meninggalkan sel sebagai CO2. Ini meninggalkan kita dengan senyawa dua karbon yang disebut asetil koenzim A, atau asetil koA. Reaksi lebih lanjut mengatur ulang molekul dengan cara mengoksidasi karbon untuk mendapatkan NADH lain dan FADH energi yang lebih rendah.
Bundaran
Setelah menyelesaikan jalur respirasi, siklus Krebs mengalami proses oksidasi kedua yang sangat mirip dengan bundaran lalu lintas — itulah yang membuatnya menjadi sebuah siklus. Asetil koA memasuki siklus, bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat - maka nama "siklus Krebs." Asam sitrat ini dioksidasi melalui banyak langkah, melepaskan karbon di sekitar bundaran sampai akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat. Saat karbon melepaskan asam sitrat, mereka berubah menjadi karbon dioksida dan dikeluarkan dari sel dan akhirnya dihembuskan oleh Anda.
"Selama oksidasi kedua, ikatan energi tinggi baru dibuat dengan belerang CoA untuk menghasilkan Succinate-CoA," kata Beach. "Ada cukup energi di sini sehingga kita dapat langsung menghasilkan setara ATP; GTP sebenarnya dibuat, tetapi memiliki jumlah energi yang sama dengan ATP - ini hanya kekhasan sistem.
"Penghapusan CoenzymeA meninggalkan kita dengan molekul Suksinat. Dari titik Suksinat dalam siklus, serangkaian langkah untuk mengatur ulang ikatan kimia dan beberapa peristiwa oksidasi untuk mengembalikan oksaloasetat asli. Dalam proses jalur pertama menghasilkan FADH energi rendah molekul dan molekul NADH akhir," kata Beach.
Untuk setiap glukosa yang masuk respirasi, bundaran dapat berputar dua kali, satu kali untuk setiap piruvat yang masuk. Namun, itu tidak harus berputar dua kali karena sel dapat menyedot karbon untuk makromolekul lain, atau memasukkan lebih banyak ke dalam siklus dengan mengorbankan asam amino atau memanfaatkan energi yang tersimpan dalam lemak.
Melihat? biokimia yang kompleks. Namun menurut Beach, satu hal yang perlu diperhatikan tentang siklus Krebs adalah kemunculan adenosin yang sering terjadi — ada di NADH, FADH, CoenzymeA, dan ATP.
"Adenosin adalah 'pegangan molekuler' untuk dipegang oleh protein. Kita dapat membayangkan evolusi dari kantong pengikat ATP yang dibagikan dan didaur ulang sehingga ini menjadi tempat pengikatan untuk molekul lain menggunakan motif yang sama."
Sekarang Itu Menarik
Dari setiap molekul glukosa yang kita konsumsi, sel kita dapat menghasilkan 38 molekul ATP, ditambah sedikit energi panas.
