Respirasi aerob adalah proses pemecahan molekul glukosa menjadi energi yang membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron akhir. Respirasi aerob terdiri dari empat tahap, yaitu glikolisis, oksidasi asam piruvat, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron. Respirasi aerob dapat menghasilkan sekitar 36-38 molekul ATP per molekul glukosa, yang merupakan bentuk energi yang dapat digunakan oleh sel-sel hidup.
Glikolisis
Glikolisis adalah tahap pertama respirasi aerob yang terjadi di sitoplasma sel. Pada tahap ini, molekul glukosa (C6H12O6) dipecah menjadi dua molekul asam piruvat (C3H4O3) dengan menghasilkan dua molekul ATP dan dua molekul NADH. NADH adalah koenzim yang berfungsi sebagai pembawa elektron dan proton yang akan digunakan pada tahap selanjutnya.
Oksidasi Asam Piruvat
Oksidasi asam piruvat adalah tahap kedua respirasi aerob yang terjadi di matriks mitokondria. Pada tahap ini, setiap molekul asam piruvat diubah menjadi molekul asetil koenzim A (asetil-CoA) dengan melepaskan satu molekul CO2 dan satu molekul NADH. Asetil-CoA adalah senyawa yang akan masuk ke siklus Krebs sebagai bahan bakar.
Siklus Krebs
Siklus Krebs adalah tahap ketiga respirasi aerob yang juga terjadi di matriks mitokondria. Pada tahap ini, setiap molekul asetil-CoA bergabung dengan molekul oksaloasetat (C4H4O5) untuk membentuk molekul sitrat (C6H8O7). Molekul sitrat kemudian mengalami serangkaian reaksi oksidasi-reduksi yang menghasilkan dua molekul CO2, satu molekul ATP, tiga molekul NADH, dan satu molekul FADH2 per siklus. FADH2 adalah koenzim lain yang berfungsi sebagai pembawa elektron dan proton. Siklus Krebs berlangsung dua kali untuk setiap molekul glukosa, karena ada dua molekul asetil-CoA yang berasal dari glikolisis.
Rantai Transpor Elektron
Rantai transpor elektron adalah tahap keempat dan terakhir respirasi aerob yang terjadi di membran dalam mitokondria. Pada tahap ini, elektron dan proton yang dibawa oleh NADH dan FADH2 dilepaskan dan ditransfer melalui sejumlah protein kompleks yang disebut kompleks I-V. Proses ini menghasilkan gradien proton di antara ruang antar membran dan matriks mitokondria, yang digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat. Elektron akhirnya diserahkan kepada oksigen, yang bergabung dengan proton untuk membentuk air. Rantai transpor elektron dapat menghasilkan sekitar 32-34 molekul ATP per molekul glukosa.
Fungsi Respirasi Aerob
Respirasi aerob memiliki fungsi utama untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP yang dapat digunakan oleh sel-sel hidup untuk melakukan berbagai aktivitas metabolisme. Selain itu, respirasi aerob juga memiliki fungsi lain, yaitu:
- Menghasilkan air sebagai produk sampingan, yang dapat digunakan oleh sel-sel hidup untuk menjaga keseimbangan cairan dan osmosis.
- Menghasilkan CO2 sebagai produk sampingan, yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk melakukan fotosintesis.
- Mengatur pH tubuh dengan melepaskan ion hidrogen (H+) ke dalam darah, yang dapat bereaksi dengan ion bikarbonat (HCO3-) untuk membentuk asam karbonat (H2CO3).
- Menghasilkan panas sebagai produk sampingan, yang dapat digunakan oleh hewan berdarah panas untuk menjaga suhu tubuh.
Kesimpulan
Respirasi aerob adalah proses pemecahan molekul glukosa menjadi energi yang membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron akhir. Respirasi aerob terdiri dari empat tahap, yaitu glikolisis, oksidasi asam piruvat, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron. Respirasi aerob dapat menghasilkan sekitar 36-38 molekul ATP per molekul glukosa, yang merupakan bentuk energi yang dapat digunakan oleh sel-sel hidup. Respirasi aerob juga memiliki fungsi lain, seperti menghasilkan air, CO2, panas, dan mengatur pH tubuh.