Pengertian Rantai Transpor Elektron

Kereta api, truk, kapal atau pesawat? Apa ini memiliki kesamaan? Mereka adalah cara untuk mengangkut. Dan mereka semua menggunakan banyak energi. Untuk membuat ATP, energi harus “diangkut” – pertama dari glukosa menjadi NADH, dan kemudian entah bagaimana diteruskan ke ATP. Bagaimana hal ini dilakukan? Dengan rantai transpor elektron yaitu tahap ketiga respirasi aerobik. Tahap ketiga ini menggunakan energi untuk membuat energi.

Pengertian

Rantai transpor elektron adalah serangkaian senyawa dalam rantai yang memindahkan elektron dari satu ke yang lain melalui reaksi redoks. Rantai transpor elektron digabungkan dengan transfer proton (ion H +) melintasi membran yang menghasilkan pembentukan gradien proton, yang sangat penting dalam sintesis senyawa penyimpan energi, mis. ATP. Dengan demikian, rantai transpor elektron adalah mesin seluler yang penting karena peran utamanya dalam mengekstraksi energi melalui reaksi redoks dalam respirasi sel serta dalam fotosintesis. Rantai transpor elektron terutama terdiri dari donor dan akseptor elektron.

Dimana Lokasi Rantai Transpor Elektron

Dalam eukariota, rantai transpor elektron terjadi di membran mitokondria bagian dalam di mana ia berfungsi sebagai tempat fosforilasi oksidatif. Rantai transpor elektron juga ditemukan dalam membran tilakoid kloroplas pada organisme fotosintesis. Pada bakteri, rantai transpor elektron tempat berlangsungnya terletak di membran sel mereka.

Enzim yang terlibat dalam Rantai Transpor Elektron kompleks I adalah NADH dehidrogenase dan merupakan protein yang sangat besar, mengandung 45 rantai asam amino. Pada komplek II kompleks enzim sitokrom reduktase, sedangkan pada komples III enzim sitokrom oksidase.

Proses Rantai Transpor Elektron

Pada akhir Siklus Krebs, energi dari ikatan kimia glukosa disimpan dalam beragam molekul pembawa energi: empat ATP, tetapi juga dua molekul FADH 2 dan sepuluh NADH. Tujuan rantai transpor elektron sebagai tahap terakhir dari respirasi sel adalah untuk mentransfer energi dari operator elektron untuk lebih banyak molekul ATP, yang sebagai “baterai” dalam daya kerja dalam sel.

Rantai Transpor Elektron
Gambar Rantai Transpor Elektron

Persiapan untuk membuat ATP dalam tahap 3 respirasi aerobik mirip rantai transpor elektron yang digunakan dalam fotosintesis. Dalam kedua rantai transpor elektron, molekul pembawa energi disusun secara berurutan dalam membran sehingga elektron-energi membawa kaskade dari satu ke yang lain, dengan kehilangan sedikit energi dalam setiap langkah. Dalam fotosintesis dan respirasi aerobik, energi yang hilang dimanfaatkan untuk memompa ion hidrogen ke dalam kompartemen, menciptakan gradien elektrokimia atau gradien kemiosmotik melintasi membran yang melekat. Dan di kedua proses, energi yang tersimpan dalam gradien kemiosmotik digunakan dengan ATP sintase untuk membangun ATP. Jadi pembentukan ATP dipicu oleh aktivitas enzim ATP sintase.

Untuk respirasi aerobik, rantai transpor elektron atau “rantai pernapasan” tertanam dalam membran bagian dalam mitokondria (Gambar di bawah). Fungsi FADH 2 dan NADH adalah menyumbangkan elektron berenergi tinggi untuk molekul pembawa energi dalam membran, yang diproduksi pada glikolisis dan siklus Krebs. Saat mereka lolos dari satu operator ke yang lain, energi mereka yang hilang digunakan untuk memompa ion hidrogen ke dalam ruang antarmembran mitokondria, menciptakan gradien elektrokimia.

Ion hidrogen mengalir “menuruni” gradien – dari luar ke dalam kompartemen – melalui ATP sintase saluran ion / enzim, yang mentransfer energi mereka untuk ATP. Perhatikan paradoks yang memerlukan energi untuk menciptakan dan mempertahankan gradien konsentrasi ion hidrogen yang kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk membuat energi yang tersimpan (ATP). Dalam arti luas, dibutuhkan energi untuk membuat energi. Hubungan rantai transpor elektron untuk sintesis ATP dengan gradien ion hidrogen kemiosmosis, pertama kali dijelaskan oleh pemenang Nobel Peter D. Mitchell. Proses ini, penggunaan energi untuk memfosforilasi ADP dan menghasilkan ATP juga dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.

Rantai Transpor Elektron
Tahap ketiga respirasi selular menggunakan energi yang tersimpan selama tahap awal NADH dan FADH 2 untuk membuat ATP. Rantai transpor elektron tertanam dalam membran dalam mitokondria menangkap elektron berenergi tinggi dari molekul pembawa dan menggunakannya untuk memusatkan ion hidrogen di ruang antarmembran. Ion hidrogen mengalir menuruni gradien elektrokimia mereka kembali ke matriks melalui saluran ATP sintase yang menangkap energi mereka untuk mengubah ADP menjadi ATP. Perhatikan bahwa proses regenerasi NAD +, menyediakan molekul akseptor elektron yang dibutuhkan dalam glikolisis.

Setelah melewati rantai transpor elektron, elektron berenergi rendah dan ion hidrogen rendah energi bergabung dengan oksigen untuk membentuk air. Dengan demikian, peran oksigen adalah untuk mendorong seluruh himpunan reaksi memproduksi ATP dalam mitokondria dengan menerima “menghabiskan” hidrogen. Oksigen adalah akseptor elektron terakhir; tidak ada bagian dari proses – dari Siklus Krebs melalui rantai transpor elektron – bisa terjadi tanpa oksigen.

Rantai transpor elektron menghasilkan berapa atp? Rantai transpor elektron dapat mengkonversi energi dari kira-kira satu molekul glukosa dengan FADH 2 dan NADH + H + menjadi sebanyak 34 ATP. Ketika empat ATP dihasilkan dalam glikolisis dan Siklus Krebs ditambahkan, total dari 38 ATP cocok dengan persamaan keseluruhan untuk respirasi seluler aerobik:

6CO2 + C6H12O6 + 38ADP + 38Pi à38 ATP + 6CO2 + 6H2O

Respirasi aerobik telah selesai. Jika oksigen tersedia, respirasi sel mentransfer energi dari satu molekul glukosa menjadi 38 molekul ATP, melepaskan karbon dioksida dan air sebagai limbah. “Penyampaian” energi makanan menjadi energi yang dapat digunakan untuk bekerja di dalam sel – transportasi dalam sel, memompa ion dan molekul melintasi membran, dan membangun molekul organik besar. Dapatkah Anda melihat bagaimana hal ini dapat menyebabkan “hidup di jalur cepat” dibandingkan dengan respirasi anaerob (glikolisis sendiri)?

Kosa kata

  • ATP sintase: saluran Ion dan enzim kompleks; secara kimiawi mengikat gugus fosfat ke ADP, menghasilkan ATP sebagai aliran ion H + melalui saluran ion.
  • Kemiosmosis: Proses dalam respirasi selular atau fotosintesis yang menghasilkan ATP; menggunakan energi dari ion hidrogen yang menyebar melalui ATP sintase.
  • Gradien kemiosmotik: perbedaan H + melintasi membran; didirikan oleh transpor aktif ion hidrogen dengan rantai transpor elektron.
  • Gradien elektrokimia: Perbedaan melintasi membran karena kedua kekuatan kimia dan kekuatan listrik; mengarahkan pergerakan ion melintasi membran.
  • rantai transpor elektron: rangkaian molekul transpor elektron yang meloloskan elektron berenergi tinggi dari molekul ke molekul dan menangkap energi mereka.
  • fosforilasi oksidatif: Sebuah proses metabolisme yang menggunakan energi yang dilepaskan oleh oksidasi nutrisi untuk menghasilkan adenosin trifosfat (ATP).

Ringkasan

Tahap ketiga dan terakhir dari respirasi sel aerobik, rantai transpor elektron, menyumbang sebagian besar ATP. Tahap 3 mentransfer energi dari NADH dan FADH 2 untuk membuat ATP. Selama transpor elektron, energi yang digunakan untuk memompa ion hidrogen melintasi membran dalam mitokondria, dari matriks ke ruang antarmembran. Sebuah gradien kemiosmotik menyebabkan ion hidrogen mengalir kembali melintasi membran mitokondria dalam matriks, melalui ATP sintase, memproduksi ATP. Ketika ATP dari glikolisis dan Siklus Krebs ditambahkan, total dihasilkan 38 ATP dari respirasi aerobik dari satu molekul glukosa.

rantai transpor elektron

Satu Balasan pada “Pengertian Rantai Transpor Elektron”

Tinggalkan Balasan