Hanya ada satu kehidupan bagi kita masing-masing hidup kita sendiri —Euripides
Seorang musisi harus menciptakan musik, seorang seniman harus melukis, seorang penyair harus menulis, jika ia ingin merasa damai dengan dirinya sendiri. Apa yang seseorang bisa lakukan, harus ia lakukan. —Abraham Maslow
Saat ini Anda tinggal di dunia yang seluruh sistem serta elemennya digerakkan oleh satu dengan yang lainnya. Masing-masing bagian di dalam dunia ini tidak bisa hidup sendiri, semua saling bergantung satu dengan yang lainnya.
At top of that ada Daya yang sungguh luar biasa yang mengatur semuanya, yaitu Tuhan Yang Maha Kuasa. Dia menjalankan semua elemen itu dengan seimbang dan sangat sempurna.
Perlu Anda ketahui juga bahwa, Anda dan kita semua adalah bagian sistem yang bergerak itu. Anda merasa bahwa Anda adalah sistem yang paling penting dari seluruh yang ada di jagad raya ini. Sebetulnya tidak.
Anda muncul di dunia juga adalah bagian dari proses sistem yang sangat rumit itu. Tepat waktu, pada tempat yang sesuai dan dengan cara yang sudah ditentukan dengan benar oleh Dia Yang Maha Kuasa.
So what? Saya ingin mengajak kepada Anda bahwa di dunia ini tidak ada yang tidak pas. Mungkin Anda merasa bahwa pekerjaan, keluarga, isteri, anak dan suasana yang Anda jalani tidak pas menurut logis Anda. Tapi tidak kawan, semua itu sudah terdetailkan oleh sistem rumit itu. Dan tidak ada yang luput dari perhatiannya.
Semua yang dari awal hingga akhir nanti semuanya sudah didesain sedemikian rupa sehingga selaras dengan jalannya sistem detail yang lain.
Semua telah selaras, tepat dan sudah dapat dipastikan semuanya sesuai dengan hukum kemauan-Nya. Tinggal tugas Anda lah saat ini untuk memainkan peran Anda dengan optimal mungkin. Jangan sia-siakan peranan Anda itu.
Sehingga, menyesali apapun yang terjadi di Anda atau sekeliling Anda tidaklah ada artinya sama sekali.
Pernahkah Anda melihat dari dekat tunas kecil yang muncul dari biji-bijian? Saat Anda melakukannya benamkanlah diri Anda merasa takjub dengan apa yang Anda lihat dari kuasa Tuhan Yang Maha Esa. Jalaludin Rumi berkata: “Juallah kepandaianmu dan belilah kebingunanmu.”
Sebetulnya saya ingin mengajak kepada Anda memperhatikan tunas itu dengan memperhatikan kehidupan Anda ketika kecil. Tak seorangpun di kolong langit ini yang mempunyai petunjuk dengan detail cara kerja tumbuhnya tunas & cara besarnya Anda dari buaian. Semua pertanyaan dan penelitian tidak pernah berakhir atas kejadian yang menakjubkan tersebut.
Ada miliaran planet, obyek dan bintang gemintang di galaksi Bimasakti kita, padahal ada sekian miliar tak terhitung banyaknya galaksi di luar sana. We are only the dot in the universe. Kita hanyalah sebuah noktah di alam raya yang tak bertepi ini. Jika ada Anda yang berpikir bahwa ada dinding di ujung sana, kalau ya – siapa yang membuatnya? Tuhan Yang Maha Esa bukan.
Bagaimana mungkin seseorang dapat pesimis di dunia yang hanya sebuah noktah ini. Jantung Anda mulai berdetak ketika beberapa minggu terjadi pembuahan di dinding rahim Ibu Anda. Itu adalah sebuah misteri bagi semua orang. Ingatlah, kita semua sama – dari embrio.
Keluarbiasaan yang sejati adalah apabila Anda mengetahui bahwa kita semuanya dari embrio dan kita punya potensi yang sama besarnya. Terima kasih Tuhan.
Anda mungkin tidak pernah tahu hasil dari usaha-usaha yang Anda lakukan, tetapi jika Anda tidak melakukan sesuatu, Anda tidak mungkin mendapatkan hasil… “You may never know what results come of your action, but if you do nothing there will be no result.” - (Mahatma Gandhi)
Jika Anda mengamati lebih dekat pada kepompong, maka dia adalah contoh sederhana yang paling baik untuk kita mengambil pelajaran. Kepompong untuk menjadi kupu yang indah, dia berdiam diri selama sekian hari untuk selanjutnya menjadi hal yang disenangi oleh alam, termasuk Anda.
Diamnya kepompong bukan suatu yang statis yang tanpa hasil, tapi adalah contoh kesibukan seekor ulat yang mendambakan sesuatu keindahan dengan kepasrahan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa. Dalam diamnya mengakui segala kelemahannya.
Apa yang terjadi kemudian? Tuhan memberikan hasil yang sangat menakjubkan. Ulat yang tadinya menggelikan itu berubah total menjadi kupu nan indah dan diidamkan kedatangannya oleh bunga, pohon dan dahan-dahan hutan yang merindukan lentik-lentik kaki dan ciuman sang kupu.
Tuhan Yang Maha Kasih memberikan pelajaran yang cukup menarik. Ulat telah melakukan sesuatu untuk mendapatkan hasil. Namun, kita seringkali meragukan usaha kita dan prematur memikirkan hasil atas usaha kita.
Mari kita melakukan apapun yang kita yakini kebaikannya, JUST DO IT dan YOU WILL SEE THE AMAZING RESULTS.
·Aerob obligat membutuhkan oksigen untuk melakukan respirasi sel aerobik.
·Aerob fakultatif dapat menggunakan oksigen tetapi dapat juga menghasilkan energi secara anaerobik.
·Mikroaerofil adalah organisme yang bisa menggunakan oksigen tetapi dalam konsentrasi yang sangat kecil (mikromolar).
·Organisme aerotoleran dapat hidup walaupun terdapat oksigen di sekitarnya, tetapi mereka tetap anaerobik karena mereka tidak menggunakan oksigen sebagai terminal electron acceptor (akseptor elektron terminal).
Energi yang dilepaskan pada reaksi ini sebesar 2880 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi 38 ATP dari 38 ADP per glukosa. Angka ini 19 kali lebih besar daripada yang dihasilkan reaksi anaerobik. Organisme eukariotik (semua kecuali bakteri) hanya memperoleh 36 ATP yang diregenerasi dari ADP dalam proses ini. Hal ini disebabkan terdapat membran yang harus dilewati oleh transport aktif.
Hampir semua hewan, sebagian besar fungi, dan beberapa bakteri adalah aerob obligat. Sebagian besar organisme anaerobik adalah bakteri. Menjadi aerob obligat, walaupun menguntungkan dalam memperoleh energi, berarti juga harus menghadapi stress oksidatif.
Khamir, sebagai contoh, adalah aerob fakultatif. Sel-sel pada manusia juga merupakan aerob fakultatif: mereka akan melakukan fermentasi asam laktat jika tidak mendapatkan oksigen. Akan tetapi, hal ini tidak dapat berlangsung terus-menerus sehingga manusia termasuk dalam aerob obligat.
Respirasi sel merupakan tindak balas metabolisme dan proses yang berlaku dalam sel atau merentas membran plasma untuk menghasilkan tenaga biokimia daripada molekul bahan api dan pelepasan sisa-sisa sel. Tenaga dilepaskan oleh pengoksidaan molekul bahan api dan disimpan sebagai pembawa "tinggi tenaga". Tindak balas yang terlibat dalam respirasi ialah tindak balas katabolisme dalam metabolisme.
Molekul bahan api yang lazim digunakan oleh sel-sel dalam respirasi termasuk glukosa, asid amino, asid lemak dan agen pengoksida yang biasa ialah molekul oksigen, O2. Terdapat organisma yang mampu berespirasi menggunakan molekul organik lain selain oksigen sebagai agen pengoksida. Organisme yang menggunakan oksigen ialah organisme aerob, manakala organisme yang tidak menggunakan oksigen disebut anaerob.
Tenaga yang dilepaskan dalam respirasi digunakan untuk mensintesiskan molekul yang berperanan sebagai penyimpan kimia tenaga ini. Sebatian yang paling lazim digunakan ialah adenosina trifosfat (ATP) dan tenaga kimia yang disimpannya boleh digunakan untuk pelbagai proses yang memerlukan tenaga, termasuk biosintesis, gerak alih atau pengangkutan molekul merentas membran plasma. Disebabkan ciri merata ini, ATP juga dikenali sebagai "mata wang tenaga sejagat", kerana jumlah ATP dalam sel menunjukkan beberapa banyak tenaga yang sedia ada untuk proses memerlukan tenaga.
Respirasi aerob memerlukan oksigen untuk menghasilkan tenaga (ATP). Tindak balas ringkasnya ialah:
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1.Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentukan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi. Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya 6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02 klorofil glukosa (energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2.Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut. Contoh: enzim C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal. energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme
1.ENZIM Enzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari:
Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil).
Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), sitokrom.
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.
Sifat-sifat enzim
1.Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut: Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
2.Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.
3.Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
4.Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
5.Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.
6.Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng- katalisis pembentukan dan penguraian lemak. lipase Lemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol
7.Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.
8.Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi, contoh aktivator enzim: ion Mg, Ca, zat organik seperti koenzim-A. Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.
2.ATP (Adenosin Tri Phosphat)
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi. Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik
Katabolisme
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C6H1206 + 6 02———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (gluKosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :
2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergitinggi.
2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.
2. Daur Krebs (daur trikarboksilat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia.
Gambar 2. Siklus Krebs
3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.
Gambar 3. Rantai Transpor Elektron
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Kesimpulan : Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.
Gambar 5. Kebutuhan ATP
METABOLISME BAKTERI
Metabolisma didefinisikan sebagai semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel. Bagaimana halnya dengan eksoenzim?. Tetap di anggap sebagai metabolisma, sebab meskupun reaksi kimia berlangsung di luar sel tetapi enzim disekresikan dari dalam sel. Metabolisma terdiri dari dua proses yang berlawanan yang terja secara simultan.Reaksi tersebut adalah:
1. Sintesis protoplasma dan penggunaan energi yang disebut sebagai Anabolisma.
2. Oksidasi subsstrat diiringi dengan terbentuknya energi disebur dengan
Katabolisma.
Bagaimana Bakteri Memperoleh Energi ?
Melalui proses Oksidasi-reduksi. Oksidasi adalah proses pelepasan elektron sedang reduksi adalah proses penangkapan elektron. Karena elektron tidak dapat berada dalam bentuk bebas, maka setiap reaksi oksidasi selalu diiringi oleh reaksi reduksi. Hasil dari reaksi oksidasi dapat terbentuknya energi.
Fosforilasi Oksidatif
Pada umumnya reaksi oksidasi secara biologi dikatalisis oleh enzim dehidrogenase. Enzim tersebut memtransfer elektron dan proton yang dibebaskan kepada aseptor elektron intermedier seperti NAD+ dan NADP+ untuk dibentuk menjadi NADH dan NADPH. Fosforilasi oksidasi terjadi pada saat elektron yang mengandung energi tinggi tersebut ditranfer ke dalam serangkain transpor elektron sampai akhirnya di tangkap oleh oksingen atau oksidan anorganik lainnya sehingga oksigen akan tereduksi menjadi H2O.
Tranfer elektron menuju oksigen melalui berbagai caier seperti flavoprotein,quinon maupun citekrom.
Adanya tranfer elektron ini mengakibatkan aliran proton (H+)dari sitoplasma ke luar sel. Jadi arah aliran adalah dari dalam ke luar. Hal ini akan menimbulkan peredaan konsentrasi proton atau dikenal dengan gradien pH.
PH pada umunnya 7,5. Gradien pH terjadi jika pH di luar sel lebih kecil dari 7,5. Selanjutnya gradien pH bersama dengan potensial membenuk protonmotive force. Kekuatan (protonmotive force) inilah yang menarik proton dari luar sel kembali ke dalam sel. Bersamaan dengan masuknya kembali proton tadi terbentuk energi yang digunakan untuk berbagai aktifitas sel.
Para menbran terdapat enzim spesifik disebut dengan ATPase. Energi yang di sebabkan pada saat masuknya kembali proton tadi akan digunakan oleh ATPase untuk forforilasi ADP menjadi ATP. Energi ini disimpan dalam bentuk ikatan fosfat yang selanjutnya dapat di gunakan untuk aktifitas sel. Reaksinya adalah:
Adenosin -P ~ P + Pi. ……energi…… Adenosin- P~ P~ P
Respirasi Mikroba
Respirasi didefenisikan sebagai penggunaan serangkaian transfor elektron untuk mentrasnfer elektron menuju aseptor elektron terakhir. Energi diperolehmelalui fosporilasi oksidatif tetapi dalam prosesnya bisa menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir (respirasi aerob) atau senyawa anorganik lain (resfirasi anaerob).
Respirasi Aerob
Banyak organisma yangn mampu menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir. Dalam hal ini tidak diperlukan reduksi senyawa intermediator sebagaimana dalam permentasi. Hasilnya senyawa-senyawa intermediate tersebut dapat dioksidasi sempurna menjadi karbon dioksida dan air. Ini merupakan keuntungan yang sangat besar bagi organisme akarena jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi sempurna satu molekul glukosa jauh leb besar bila dibandingkan melalui permentasi. Hal ini disebabkan rangka aliran elektron dari NADH ke O2 melalui serangkaian karir Cytocrom menghasilkan 3 ATP. Energi tersebut, bersama dengan eneegi yang diperoleh dari oksidasi Virupat menjadi asetil COA menghasilkan 36 ATPyang dihasilkan dari metabolisma glukosa menjadi CO2 dan H2O. Jika kita bandingkan dengan dua ATP yang dibentuk dari satu molekul glukosa melalui permentasi alkohol atau asam laktat, maka metabolisme aerob jauh lebih efesien dibanding dengan permentasi.
Bagaimana Peruvat diubah menjadi CO2 dan H2O dan bagimana proses tersebut menghasilkan sejumlah besar energi untuk sel ?. Hal ini dipenuhi melalui proses degradasi disebut tricarboxylic Acid Cycle (TCA Cycle) atau dikenal dengan siklus asam sitrat maupun siklus Krebs. Setiap kali oksalo asetat bergabung dengan asetil COA yang berasal dari Piruvat masuk kedalam siklus akan membentuk senyawa 6 karbon yang dikenal dengan asan sitrat sehingga dinamakan siklus asam sitrat. Dalam setiap putaran menghasilkan serangakaian oksidasi menyebabkan terjadinya reduksi NAD atau FAD dan membebaskan 2 molekul CO2. jadi senyawa 6
karbon asam sitrat kembali ke bentuk semula yaitu senyawa 4 karbon oksalo asetat yang siap bergabung kembali dengan asetat / astil COA.
Akhirnya semua senyawa NADH dan FADH mengalami posforilasi oksidatif dengan melepaskan elektron melalui serangkain cyticrom ke oksigen menghasilkan air dan 3 molekul ATP untuk setiap pasang elektron dari NADH. Jumlah energi yang diperoleh dari permentasi dan resfirasi dari satu molekul glokosa adalah sebagai berikut :
Glikolisis Anaerob / Fosforilasi sub srat 2 ATP
Metabolisme Aerob / Fosforilasi oksidatif :
Dari glikosis 6 ATP Metabolisma asrtil COA (2NADH) 6 ATP TCA cycle; Metabolisma suksinil COA 2 ATP Oksidasi 6 NADH 18 ATP Oksidasi 2 FADH 4 ATPTotal Energi 38 ATP.
Reaksi Anaplerotik
Senyawa intermediate dalam TCA digunakan juga untuk Bio Cintesis Asam Amino, asam nukleat dan komponen penting lainnnya dalam sel. Pengambilan senyawa intermedier tersebut dari dalam siklus untuk tujuan biosintesis menyebabkan ketidak seimbangan senyawa 4 karbon yang digunakan untuk kelangsungan siklus. Jadi harus ada mekanisma yang dapat menyediakan kembali senyawa yang dipakai tersebut. Mekanisma yang demikian disebut dengan anaplerotik. Contoh : banyak bakteri yang menggunakan enzim PEP carbocsilase untuk membnetuk senyawa 4 C oksaloasetat dari priosa pospat dalam jalur Embden /Meyerhoff. Tanpa adanya mekanisma yang demikian, sel yang hanya menggunakan gula sebagai sumber karbon tidak mungkin dapat tumbuh.
Siklus Glioksilat
Rangkaian rekasi anaplerotik lainnya terutama penting bagi sel yang menggunakan asam asetat atau asma lemak sebagai sumber karbon adalah siklus gleoksilat. Siklus ini terdiri dari dua reaksi yaitu :
pemecahan gleoksilat dari asam isositrat
penambahan senyawa 2 karbon asam gleoksilat pada asetil COA membentuk asam malat (senyawa empat karbon)
Dengan demikian siklus gleoksilat meniadakan dua tahapan dekarboksilasi seperti halnya pada SAS. Reaksi ini tidak dilakukan untuk menghasilakn energi melainkan dibutuhkan untuk menjaga kelangsungan SAS pada senyawa intermedier empat karbon yaitu Oksalo asetat diambil dari siklus untuk keperluan biosinetsis.
lipase
(glukosa)
(glukosa)
