Pengertian Metabolisme dan Proses Transformasi Energi

Seperti yang Anda ketahui dalam proses penyediaan energi, baik pada tumbuhan maupun manusia, melalui rentetan reaksi kimia. Jika seluruh reaksi kimia terjadi dalam sel makhluk hidup, maka reaksinya disebut reaksi biokima. Seluruh proses atau reaksi biokimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme.

Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat awal dan diakhiri dengan produk akhir, yang terjadi dalam sel. Perlu Anda ketahui reaksi tersebut meliputi reaksi penyusunan energi (anabolisme) dan reaksi penggunaan energi (katabolisme). Dalam reaksi biokimia terjadi perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain, misalnya energi kimia dalam bentuk senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) diubah menjadi energi gerak untuk melakukan suatu aktivitas seperti bekerja, berlari, jalan, dan lain-lain.

Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme). Apa peran enzim di dalam reaksi kimia yang terjadi di dalam sel? Pada saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis protein, dan lemak.

Senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) merupakan molekul kimia berenergi tinggi. Berasal dari manakah energi itu? Molekul Adenosin Trifosfat (ATP) berasal dari perubahan glukosa melalui serangkaian reaksi kimia yang panjang dan kompleks. Energi yang terkandung dalam glukosa tersebut berupa energi ikatan kimia yang berasal dari proses transformasi energi sinar matahari. Transformasi energi tersebut dalam biologi dapat digambarkan melalui Gambar sebagai berikut.

Bagan transformasi energi dalam biologi

Bagan itu dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Selama proses fotosintesis, energi matahari yaitu dalam bentuk radiasi atau pancaran cahaya matahari matahari berubah menjadi energi kimia dalam ikatan senyawa organik. Lambang f merupakan frekuensi cahaya dan lambang h merupakan konstanta Planch, yang berkaitan dengan energi dan frekuensi.
2. Pada waktu dalam respirasi sel, energi kimia dalam senyawa kimia berubah menjadi persenyawaan yang berupa ATP.
3. Dalam sel, energi kimia ikatan fosfat yang kaya akan energi (ATP) dapat difungsikan untuk kerja mekanis, listrik, dan kimia.
4. Pada akhirnya energi mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas dalam bentuk “entropi”.

Bagan transformasi energi dalam biologi dapat dibedakan menjadi tiga proses berikut.

1. Transformasi Energi oleh Klorofil
   Energi radiasi sinar matahari yang ditangkap oleh klorofil kemudian diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Energi kimia tersebut digunakan untuk mensintesis CO₂ dan H₂O menjadi glukosa dan senyawa kompleks lainnya sebagai energi pengikat dan penghubung inti-inti atom yang tersimpan dalam bentuk senyawa karbohidrat (sebagai bahan makanan). Jadi, energi radiasi matahari yang berbentuk energi kinetik diubah menjadi energi potensial dan energi kimiawi yang disimpan dalam molekul karbohidrat dan bahan makanan lainnya sebagai energi ikatan yang menghubungkan atom- atom bakunya.
2. Transformasi Energi oleh Mitokondria
   Di dalam mitokondria energi kimia digunakan untuk mengubah karbohidrat dan senyawa lainnya sebagai energi ikatan fosfat melalui respirasi sel untuk oksidasi DNA, RNA, protein, dan lemak. Mitokondria banyak terdapat pada sel-sel otot makhluk hidup dan sel-sel saraf.
3. Transformasi Energi oleh Sel
   Jika sel melakukan kegiatan, maka energi kimiawi dari ikatan fosfat akan terlepas dan berubah menjadi energi bentuk lain seperti energi mekanik untuk kerja kontraksi otot, energi listrik untuk meneruskan impuls saraf, energi sintesis untuk membangun senyawa pertumbuhan, serta sisanya akan mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas. Sebagaimana telah diuraikan sebelumnya, pada saat berlangsungnya proses metabolisme dalam sel makhluk hidup, ada beberapa komponen penting yang berperan di dalamnya yaitu adanya aktivitas enzim, dihasilkan energi tinggi berupa Adenosin Trifosfat (ATP) dan reaksi oksidasi reduksi (pelepasan dan pembebasan) elektron.

Demikianlah materi tentang  Metabolisme dan Proses Transformasi Energi ini saya sampaikan, semoga bermanfaat ...