Respirasi selular ialah proses asas dalam biokimia yang membolehkan sel menukar tenaga yang disimpan dalam molekul organik ke dalam bentuk yang mudah digunakan oleh sel. Peringkat utama respirasi selular termasuk glikolisis, kitaran Krebs, dan rantai pengangkutan elektron.
Glikolisis
Glikolisis adalah peringkat pertama respirasi selular dan berlaku dalam sitoplasma sel. Ia melibatkan penguraian glukosa, gula enam karbon, kepada dua molekul piruvat, sebatian tiga karbon. Proses ini juga menghasilkan sejumlah kecil adenosine triphosphate (ATP) dan nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), yang membawa elektron bertenaga tinggi.
Semasa glikolisis, glukosa difosforilasi dan kemudian berpecah kepada dua molekul tiga karbon, yang selanjutnya dipecahkan dan diubah suai untuk menghasilkan piruvat. Di sepanjang jalan, ATP dan NADH dihasilkan masing-masing melalui fosforilasi tahap substrat dan tindak balas redoks.
Kitaran Krebs
Piruvat yang dihasilkan semasa glikolisis memasuki mitokondria, di mana ia menjalani pemprosesan selanjutnya dalam kitaran Krebs, juga dikenali sebagai kitaran asid sitrik. Kitaran ini berlaku dalam matriks mitokondria dan merupakan satu siri tindak balas kimia yang akhirnya menghasilkan pengoksidaan lengkap piruvat kepada karbon dioksida, menghasilkan ATP tambahan dan pembawa elektron dalam bentuk NADH dan flavin adenine dinucleotide (FADH2).
Kitaran Krebs ialah siri tindak balas pemangkin enzim yang sangat dikawal selia yang menghasilkan elektron bertenaga tinggi dalam bentuk NADH dan FADH2, serta ATP melalui fosforilasi peringkat substrat. Atom karbon dalam piruvat dibebaskan sebagai karbon dioksida, yang merupakan bahan buangan peringkat ini.
Rantaian Pengangkutan Elektron
Elektron tenaga tinggi yang dibawa oleh NADH dan FADH2 dipindahkan ke rantai pengangkutan elektron, yang terletak di dalam membran mitokondria dalam. Peringkat penting pernafasan selular ini adalah di mana majoriti pengeluaran ATP berlaku melalui fosforilasi oksidatif.
Apabila elektron bergerak melalui satu siri kompleks protein dalam rantai pengangkutan elektron, ia membebaskan tenaga yang digunakan untuk mengepam proton (H+) merentasi membran mitokondria dalam, mewujudkan kecerunan elektrokimia. Kecerunan ini memacu pengeluaran ATP apabila proton mengalir balik melalui kompleks protein yang dikenali sebagai ATP sintase, membawa kepada sintesis ATP daripada adenosin difosfat (ADP) dan fosfat bukan organik.
Sebaik sahaja elektron telah menderma tenaga mereka, mereka bergabung dengan oksigen dan proton untuk membentuk air sebagai penerima elektron terakhir. Proses ini memastikan bekalan oksigen yang berterusan dalam sel dan penting untuk penghasilan ATP yang cekap melalui rantaian pengangkutan elektron.
Mengakhiri ucapan
Respirasi selular adalah proses yang kompleks dan penting yang membolehkan sel menjana tenaga yang mereka perlukan untuk menjalankan pelbagai aktiviti metabolik. Memahami peringkat utama respirasi selular, termasuk glikolisis, kitaran Krebs, dan rantai pengangkutan elektron, memberikan gambaran tentang biokimia di sebalik penghasilan tenaga dalam organisma hidup.