bioenergetik

Bioenergetik atau metabolisme energi adalah ilmu yang mempelajari energi yang bersangkut paut dengan kehidupan. Meliputi proses bagaimana sel memperoleh, menggunakan, menyimpan dan melepaskan energi. Komponen utama dalam bioenergetik adalah transformasi energi, atau konversi energi dari suatu bentuk menjadi bentuk energi lainnya. Organisma hidup tidak berada dalam keseimbangan, melainkan membutuhkan masukan energi secara kontinyu. Jadi seluruh sel selalu mentransform energi.

            Metabolisme merupakan serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel dan merupakan salah satu ciri dari makhluk hidup. Organisma memperoleh energi tersebut melalui reaksi eksergonik dari oksidasi nutrient untuk menjaga kestabilan hidup seperti: melakukan kerja mekanik, transport senyawa aktif melawan gradient konsentrasi, dan biosintesis senyawa kompleks.

Organisma autotrof (tanaman dan bakteri fotosintetik) memperoleh energi bebas dari matahari melalui fotosintesis, suatu proses dimana energi cahaya digunakan untuk mengubah CO2 dan H2O menjadi karbohidrat dan O2. Organisma kemotrof, memperoleh energinya melalui oksidasi senyawa organik (karbohidrat, lipid, dan protein) yang diperoleh dari organisma lain.

            Energi bebas yang diperoleh tersebut sering digunakan untuk mengkounter reaksi endergonik melalui sintesis senyawa intermedier berenergi tingg adenosin trifosfat (ATP). Disamping digunakan untuk oksidasi, nutrient juga diuraikan dalam serangkaian reaksi menjadi senyawa intermedier umum yang merupakan precursor senyawa biologi lain.

1.2   Jenis-jenis Reaksi Dalam Metabolisme Energi

Serangkaian reaksi yang terdapat dalam metabolisma dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

1.     Katabolisme (Endorgenik)

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim dengan hasil berupa energi. Penguraian suatu senyawa dapat menghasilkan energi. Energi itu berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan kimia yang menyusun suatu persenyawaan.semakin kompleks persenyawaan kimia itu,semakin banyak ikatan kimia yang menyusnnya,dan akan semakin besar energi yang dilepaskannya. Akan tetapi, energi itu tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi itu diubah terlebih dahulu menjadi persenyawaan adenosine trifosfat (ATP) yang digunakan oleh sel sebagai sumber energi terpakai.

     Contoh katabolisme adalah :

a. Respirasi sel atau proses pernapasan yaitu proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi (membutuhkan O₂ untuk bereaksi). Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi 2 macam :

- Respirasi aerobik, yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi

- Respirasi anaerobik, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi

b. Fermentasi, yaitu proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

2. Anabolisme (Eksorgenik)

            Anabolisme adalah proses pembentukan atau sintesis senyawa kompleks dari senyawa sederhana yang bertugas dalam tubuh makhluk hidup. Anabolisme meliputi fotosintesis dan kemosintesis

a.       Fotosintesis

Cahaya matahari

Fotosintesis adalah peristiwa penyusun zat organik (gula) dari zat organik (air, karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya. Secara singkat, persamaan reaksi fotosintesis yang terjadi di alam dapat ditulis sebagai berikut:

                        

klorofil

6CO₂ + 12H₂O                         C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

b.      Kemosintesis

Reaksi penyusun bahan organik yang menggunakan energi dari senyawa kimia. Energi itu digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi karbohidrat.

Perhatikan reaksinya:

2H₂S + O₂              2H₂O + 2S + energy

Dengan demikian, rekasi selengkapnya adalah :

CO₂ + 2H₂S            2HNO₂ + 2S + H₂O