Foto Respirasi : Pengertian, Proses, dan Dampak

Pengertian Anabolisme

Anabolisme adalah proses biokimia yang menggunakan energi untuk membangun molekul kompleks dari senyawa yang lebih sederhana¹. Contoh dari anabolisme adalah fotosintesis, kemosintesis, dan biosintesis. Anabolisme berperan dalam pertumbuhan, perkembangan, penyembuhan, dan pembentukan senyawa organik dalam makhluk hidup.

Pengertian Foto Respirasi

Foto respirasi adalah proses yang terjadi pada tumbuhan yang memiliki jalur Calvin-Benson dalam fotosintesisnya². Foto respirasi terjadi ketika enzim rubisco mengikat oksigen (O2) daripada karbon dioksida (CO2) pada tahap fiksasi karbon³. Hal ini menyebabkan terbentuknya senyawa 2-fosfogliserat (2-PG) yang harus diuraikan menjadi CO2 dan NH3 melalui siklus foto respirasi⁴.

Proses Foto Respirasi

Proses foto respirasi melibatkan tiga organel sel tumbuhan, yaitu kloroplas, peroksisom, dan mitokondria⁴. Berikut adalah langkah-langkah proses foto respirasi:

• Pada kloroplas, enzim rubisco mengikat O2 dan ribulosa-1,5-bisfosfat (RuBP) membentuk senyawa 3-fosfogliserat (3-PG) dan 2-PG. Senyawa 3-PG akan digunakan untuk siklus Calvin-Benson, sedangkan senyawa 2-PG akan keluar dari kloroplas menuju peroksisom.
• Pada peroksisom, enzim hidroksipiruvat reduktase mengubah 2-PG menjadi gliserat. Gliserat kemudian dioksidasi oleh enzim gliserat oksidase menjadi glisin. Glisin akan keluar dari peroksisom menuju mitokondria.
• Pada mitokondria, dua molekul glisin akan bergabung dengan enzim glisin dekarboksilase membentuk satu molekul serin dan satu molekul CO2. Serin akan keluar dari mitokondria menuju peroksisom.
• Pada peroksisom, enzim serin hidroksimetil transferase mengubah serin menjadi hidroksipiruvat. Hidroksipiruvat kemudian direduksi oleh enzim hidroksipiruvat reduktase menjadi gliserat. Gliserat akan keluar dari peroksisom menuju kloroplas.
• Pada kloroplas, enzim triosa fosfat isomerase mengubah gliserat menjadi dihidroksi aseton fosfat (DHAP). DHAP kemudian digabungkan dengan senyawa 3-PG oleh enzim aldolase membentuk senyawa fruktosa-1,6-bisfosfat (FBP). FBP kemudian dipecah oleh enzim fruktosa-1,6-bisfosfatase menjadi dua molekul 3-PG. Senyawa 3-PG ini akan digunakan untuk siklus Calvin-Benson.

Dampak Foto Respirasi

Foto respirasi merupakan proses yang merugikan bagi tumbuhan karena mengakibatkan beberapa hal berikut:

• Mengurangi efisiensi fotosintesis karena menghabiskan energi dan substrat yang seharusnya digunakan untuk membentuk gula⁴.
• Menghasilkan CO2 yang berlebihan dan NH3 yang beracun bagi tumbuhan⁴.
• Mengurangi produktivitas tumbuhan karena menghambat pertumbuhan dan perkembangan⁴.

Cara Mengurangi Foto Respirasi

Beberapa tumbuhan telah berevolusi untuk mengurangi foto respirasi dengan cara-cara berikut:

• Mengembangkan jalur C4 atau CAM yang memisahkan fiksasi karbon dari siklus Calvin-Benson sehingga mengurangi persaingan antara O2 dan CO2 pada enzim rubisco.
• Mengembangkan mekanisme konsentrasi karbon (CCM) yang meningkatkan konsentrasi CO2 di sekitar enzim rubisco sehingga meningkatkan afinitasnya terhadap CO2.
• Mengembangkan variasi genetik pada enzim rubisco yang meningkatkan spesifisitasnya terhadap CO2 daripada O2.

Kesimpulan

Anabolisme adalah proses biokimia yang menggunakan energi untuk membangun molekul kompleks dari senyawa yang lebih sederhana. Foto respirasi adalah proses yang terjadi pada tumbuhan yang memiliki jalur Calvin-Benson dalam fotosintesisnya. Foto respirasi terjadi ketika enzim rubisco mengikat O2 daripada CO2 pada tahap fiksasi karbon. Foto respirasi melibatkan tiga organel sel tumbuhan, yaitu kloroplas, peroksisom, dan mitokondria. Foto respirasi merupakan proses yang merugikan bagi tumbuhan karena mengurangi efisiensi fotosintesis, menghasilkan CO2 yang berlebihan dan NH3 yang beracun, dan mengurangi produktivitas tumbuhan. Beberapa tumbuhan telah berevolusi untuk mengurangi foto respirasi dengan mengembangkan jalur C4 atau CAM, mekanisme konsentrasi karbon, atau variasi genetik pada enzim rubisco.

Sumber:
(1) Materi Fotorespirasi Fotorespirasi Lp 67015 – Kelas 12 Biologi. https://www.zenius.net/materi-belajar/biologi-lp12274/anabolisme-lp12278/fotorespirasi%20%3E%20fotorespirasi-lp67015-lu175067/.
(2) Reaksi Anabolisme: Pengertian dan Contohnya – Kompas.com. https://www.kompas.com/skola/read/2022/04/11/161438969/reaksi-anabolisme-pengertian-dan-contohnya.
(3) Pengertian Anabolisme: Proses, Ciri, Hormon dan Penyakitnya. https://www.gramedia.com/literasi/anabolisme/.
(4) Fotosintesis (Anabolisme) – BIOLOGI MEDIA CENTRE. https://biologimediacentre.com/fotosintesis-anabolisme/.
(5) Reaksi Anabolisme: Pengertian dan Contohnya – Kompas.com. https://www.kompas.com/skola/read/2022/04/11/161438969/reaksi-anabolisme-pengertian-dan-contohnya.
(6) Materi Fotorespirasi Fotorespirasi Lp 67015 – Kelas 12 Biologi. https://www.zenius.net/materi-belajar/biologi-lp12274/anabolisme-lp12278/fotorespirasi%20%3E%20fotorespirasi-lp67015-lu175067/.
(7) Pengertian Anabolisme: Proses, Ciri, Hormon dan Penyakitnya. https://www.gramedia.com/literasi/anabolisme/.
(8) Fotosintesis (Anabolisme) – BIOLOGI MEDIA CENTRE. https://biologimediacentre.com/fotosintesis-anabolisme/.
(9) Getty Images. https://www.gettyimages.com/detail/illustration/biological-diagram-explain-difference-of-royalty-free-illustration/1309954076.