Biologi

Siklus Krebs: Konsep, 8 Tahapan dan Penjelasannya, serta Manfaat!

siklus krebs
Written by Alisa

Siklus Krebs – Sel menjadi bagian dari tubuh organisme. Sama halnya seperti sifat makhluk hidup, sel perlu melakukan metabolism untuk menghasilkan energi. Salah satunya dengan respirasi. Respirasi sel sendiri dapat bersifat aerob (melibatkan pemecahan sempurna dari substrat dengan adanya oksigen).

Tempat berlangsungnya respirasi aerob adalah di mitokondria sel dan menghasilkan lebih banyak energi. Salah satu tahapan respirasi aerob adalah siklus krebs. Lalu bagaimana konsep, fungsi, dan tahapan siklus? Grameds, dapat menyimak pada paparan berikut ini.

Konsep dan Fungsi Siklus Krebs

Siklus krebs merupakan serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada sel hidup sehingga menghasilkan energi asetil ko-A, yakni perubahan asam piruvat, hasil glikolisis. Asetik ko-A dengan oksidasi glukosa akan diubah menjadi karbon dioksida dan hidrogen. Siklus ini juga disebut dengan siklus asam sitrat, citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle, TCA cycle, krebs cycle, szent-györgyi-krebs cycle.

Siklus ini juga dapat didefinisikan sebagai sederetan jenjang reaksi metabolism pernapasan seluler yang terpacu enzim yang terjadi setelah proses glikolisis. Selanjutnya, bersama-sama menjadi pusat dari kurang lebih 500 reaksi metabolism yang terjadi di dalam sel.

Lintasan katabolisme tersebut akan menuju pada lintasan ini dengan membawa molekul kecil. Kemudian, dirilis untuk menghasilkan energi. Sedangkan, lintasan anabolisme merupakan lintasan yang bercabang keluar dari lintasan ini dengan penyediaan substrat senyawa karbon untuk keperluan biosintesis.

Siklus krebs berasal dari karbohidrat yang keluar membentuk lemak, sedangkan bahan yang masuk untuk siklus ini bersumber dari asam amino yang keluar membentuk karbohidrat. Proses tersebut mengakibatkan adanya pelepasan dan penangkapan ATP sebagai energi untuk jaringan.

Sehingga, siklus ini menjadi proses konversi lemak dan karbohidrat (glikolisis) menjadi energi berupa ATP (adenosine trifosfat).

Adapun, siklus krebs memiliki beberapa fungsi di antaranya sebagai penghasil sebagian besar karbon dioksida. Sebagai penghasil koenzim tereduksi yang menggerakkan rantai pernapasan untuk produksi ATP. Sebagai pengkonversi energi dan zat berlebih untuk dimanfaatkan dalam sintesis asam lemak sebelum pembentukan trigliserida.

Berikut fungsi siklus krebs lebih lengkap yang dilansir dari laman dosenbiologi.com. Berikut rinciannya.

  • Dapat menyuplai dan memasok ketersediaan prekursor untuk pemenuhan keperluan proses asam nukleat dan proses sintesis protein secara sistematik.
  • Dapat mengontrol, menyusun dan mengatur dengan baik beberapa massa energi dan beberapa jumlah zat yang terlalu banyak yang digunakan pada saat proses sintesis asam lemak untuk penumpukan hasil lemak.
  • Dapat membantu, mengatur dan mengendalikan sistem enzim melalui molekul,  senyawa senyawa dan seluruh komponen yang ada pada siklus tersebut.
  • Mampu memproduksi CO2 dengan proses oksidasi glukosa dengan jumlah yang relatif besar.
  • Hasil maksimal dari oksidasi karbohidrat, zat protein, dan lipid yang nantinya akan dimetabolismekan sehingga berubah menjadi asam asetil ko-2 H.
  • Mampu memproduksi beberapa koenzim yang dapat mengatur dan menjalankan sistem pernapasan yang berkaitan dengan ketersediaan adenosis trifosfat (ATP).

Sejarah Siklus Krebs

Siklus ini ditemukan oleh seorang ahli kimia dan biologi asal Amerika bernama Albert Szent-Gyorgyi pada 1930. Namun, ketika itu, yang ditemukan hanya berupa beberapa komponen dari reaksi siklus krebs. Kemudian, Albert memperoleh penghargaan Nobel atas penemuannya mengenai asam fumarate, yakni komponen kunci dari siklus krebs.

Kemudian, pada tahun 1937, seorang ahli biokimia sekaligus dokter dari Jerman mengemukakan bahwa glukosa secara perlahan dipecah dalam mitokondria sel. Ketika itu, disebut dengan siklus krebs. Penamaan siklus krebs diambil dari penemunya, yakni Sir Hans Adolf Krebs.

Sma/Ma Kl 10 Biologi 1 Kp Matematika & Ipa Kur 2013 - siklus krebs

Dua Tahapan Penting dalam Siklus Krebs

Siklus krebs terdiri dari dua tahapan penting, yakni dekarbosilasi oksidatif dan siklus krebs. Dekarbosilasi merujuk pada tahap perubahan asam piruvat menjadi asetil ko-A. Sedangkan, siklus krebs merujuk pada dibawanya matriks mitokondria untuk melakukan serangkaian siklus krebs.

Pada tahap dekarboksilasi oksidatif, asam piruvat dari glikolisis akan diubah menjadi asetil ko-A. tahap ini dilakukan melalui beberapa reaksi yang sifatnya katalis oleh kompleks enzim yang bernama piruvat dehidrogenase. Enzim ini ditemukan dalam mitokondria sel eukariotik dan sitoplasma sel prokariotik.

Proses dekarboksilasi oksidatif dimulai dari lepasnya gugus karboksilat (-COO) dari asam piruvat menjadi CO2. Kemudian, sisa dua atom dari asam piruvat dalam bentuk CH3COOakan mentransfer kelebihan elektron menjadi molekul NAD+ membentuk NADH.

Molekul dua atom karbon tersebut akan berubah menjadi asetat. Langkah terakhir, koensim-A atau ko-A akan diikatkan pada asetat sehingga membentuk asetil koenzim-A atau asetil ko-A.

siklus krebs

kelaspintar.id

Adapun siklus krebs terdiri dari delapan tahapan. Tahaoan-tahapan tersebut akan dijelaskan pada subjudul di bawah ini.

Tahapan Siklus Krebs

Siklus krebs terdiri dari delapan tahap di antaranya sebagai berikut.

  1. Proses pembentukan sitrat. Dalam proses ini, terjadi penggabungan antara molekul asetil ko-A dengan oksaloasetat yang membentuk asam sitrat yang dibantu dengan enzim asam sitrat sintase.
  2. Sitrat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim akotinase yang mengandung Fe2+.
  3. Terjadi proses dekarboksilasi atau perombakan pertama kali. Isositrat yang terbentuk dari tahapan sebelumnya dioksidasi menjadi oksalosuksinat yang terikat oleh enzim isositrat dehydrogenase. Pada tahap ini, isositrat diubah menjadi alfaketoglutarat oleh enzim yang sama dibantu dengan NADH.
  4. Terjadi proses pengubahan alfa-ketoglutarat menjadi suksinil ko-A oleh enzim alfa-ketoglutarat kompleks dan proses oksidasi.
  5. Kemudian suksinil ko-A diubah menjadi suksinat. Tidak hanya dibantu dengan enzim, tahap pengubahan ini dibantu juga dengan Mg2+ dan GDP yang bersama fosfat membentuk GTP. GTP inilah yang diubah menjadi ATP sehingga menjadi energi yang dibutuhkan jaringan.
  6. Pada tahap ini, suksinat akan dioksidasi menjadi fumarat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.
  7. Pada tahap ketujuh adalah proses hidrasi. Pada proses ini, terjadi penambahan atom hidrogen pada ikatan karbon (C=C) sehingga menghasilkan produk berupa malat.
  8. Kemudian, malat dioksidasi untuk menghasilkan oksaloasetat dengan bantuan enzim malat dehydrogenase. Kemudian, oksaloasetat akan menangkap asetil ko-A sehingga siklus krebs akan terus menerus terjadi. Tidak hanya itu, dalam tahap ini juga berupa NADH.

britannica.com

Manfaat Siklus Krebs

Siklus krebs memiliki manfaat bagi organisme yang bersangkutan. Berikut beberapa manfaat siklus krebs yang dirangkum dari laman dosenbiologi.com.

  • Agar mendapat pemahaman yang benar tentang reaksi metabolisme dengan energi yang besar yang terjadi pada proses biokimia kabolisme masa energi (tenaga)
  • Agar mendapat pemahaman tentang fungsi dan manfaat paling besar dari mitokondria pada pengendalian energi dan katalisme tubuh
  • Agar mendapatkan pengetahuan tentang makanan yang mengandung lemak, protein dan karbohidrat yang sebenarnya  memiliki tanggung jawab dalam proses metabolisme yang ternyata menghasilkan asetyl Co-A yaitu asetil Co-A yang merupakan substrat dari siklus kreb itu sendiri.
  • Agar dapat mendapatkan pengetahuan dan pemahaman tentang siklus kreb yang ternyata dapat memproduksi hidrogen FAD (sebagai derivat vitamin B2), NAD (sebagai derivat vitamin B3), ATP dan CO2. tanpa Asupan vitamin B didalam tubuh dapat mengakibatkan ketidak stabilan metabolisme energi.
  • Agar mendapatkan pengetahuan dan pemahaman tentang siklus kreb yang memang harus berjalan selaras dengan proses siklus asam sutrat agar tidak terjadi ketidak stabilan energi didalam tubuh.
  • Agar mendapat pengetahuan bahwa mitokondria mempunyai jumlah yang sangat banyak didalam sel dan mempunyai aktifitas metabolisme yang sangat aktif dan selalu membutuhkan ATP dalam jumlah yang melimpah pula. Contoh mudahnya adalah Sel pada otot jantung.
  • Agar dapat memahami bahwa fungsi dasar dari Mitokondria adalah bertindak sebagai penghasil energi sel yang yang memproduksi energi terus menerus dalam bentuk ATP. karena sedikit orang yang tahu jika makanan yang dicerna dipencernaan akan diolah dan dihancurkan untuk diubah menjadi molekul misalnya lemak daan karbohidrat.

SMA/MA Kelas X ESPS BIOLOGI Jilid 1 Kurikulum 2013 - siklus krebs

Keterikatan Antara Siklus Krebs dengan Glikolisis pada Proses Katabolisme

Energi untuk perkembangan sel-sel dalam jumlah yang tidak terbatas dapat diproduksi oleh siklus krebs dan proses glikolisis. Keduanya memiliki keterhubungan dengan proses katabolisme. Proses glikolisis selalu mendampingi siklus krebs sehingga selalu terjadi keseimbangan ketika proses pengeluaran energi.

Meskipun keduanya memiliki beberapa kemiripan fungsi, tetapi tetap saja terdapat perbedaan di antaranya. Berikut perbedaan yang paling dasar dari siklus krebs dan glikolisis yang dilansir dari laman dosenbiologi.com.

  • Di dalam sel siklus kreb tidak bisa berjalan namun proses glikolisis dapat berjalan dengan baik didalam sel dimana fermentasi alkohol dalam tumbuhan dan asam laktat pada hewan.
  • Siklus kreb merupakan reaksi kimia sementara glikolisis yaitu array linear dari proses enzim dan jaringan tubuh .
  • Substrat pada glikolisis adalah gula atau glukosa  sedangkan pada siklus kreb hanyalah berupa asetil Co-A dimana kinerjanya saling berkaitan dalam menghasilkan energi.
  • Walaupun dapat bekerja secara berkesinambungan dan saling terkait namun siklus kreb berada pada mintokondria tetapi glikolisis justru ada didalam sitoplasma dan akan selalu dalam kondisi yang permanen atau tidak akan pernah berubah.
  • Siklus kreb dapat memproduksi asam oksalosetat, PADH2, ATP, NADH dan CO2 tetapi kalau glikolidsis hanya memproduksi zat asam piruvat ATP serta NADH relatif lebih cepat.
  • Glikilosis adalah proses yang cukup membutuhkan waktu yang cukup lama tetapi siklus krebs mempunyai proses yang lebih cepat, praktis dan hemat waktu (efesien).

Fungsi Vitamin B dalam Siklus Krebs

Dalam siklus krebs, vitamin B memegang peranan penting atas keberhasilan proses metabolism yang memproduksi energi dalam tubuh. Berikut beberapa vitamin B yang berperan besar dalam keberhasilan proses siklus krebs.

  • Asam pantotenat berhubungan dengan koenzim A yang merupakan kofaktor yang saling berkaitan dengan residu asam karboksilat yang didalamnya mencakup asetil-KoA .
  • Niasin memiliki bentuk nikotinamid adenin nukkotida , malat dehidrogenase, A-ketaoglatarat dehidrogemnase serta Beberapa bentuk apseptor elektro.
  • Thiamin mampu bertindak sebagai koenzim untuk reaksi dekaboksilasi dalam proses reaksi a -ketoglutarat dehidrogenase yang berperan besar menghasilkan energi yang tak terbatas.
  • Riboflavin berperan sebagai kofaktor untuk suksinat dehidrogenase dan sangat berperan untuk pelepasan energi yang terus menerus.

Sma/Ma Pr Buku Interaktif Kl.10 Biologi Peminatan Smt.1 Rev.

Catatan Penting dalam Siklus Krebs

Berikut beberapa catatan penting dalam siklus krebs yang dilansir dari laman dosenbiologi.com.

  • Adanya penambahan atom hidrogen pada ikatan kaarbon yang terdapat didalam fumaret sehingga dapat memproduksi asam malat.
  • Zat sukrinat hasil produksi dari proses sebelumnya dan kemudian  didehidrogersi berubah menjadi fumerat yang dibantu oleh enzim sukrinat dehidogenase.
  • Enzim malat dehidrogenase dapat berkurang sedikit demi sedikit menjadi zat oksalosetat ketika diproses dan mammapu mengontrol erta mengikat erat senyawa asetil -CoA.
  • Suksinil-CoA yang diproses menjadi asam suksinat yang berubah menjadi GDP+Pi menjadi GTP yang yang biasa digunakan untuk menyusun dan menata Adenosis trifosfat (ATP).
  • Pencampuran antara molekul asetil-koA  dan zat oksalosetat lalu disusunlah sebuah asam sitrat dengan hasil yang sempurna. Jenis-jenis enzim yang digunakan adalah enzim asam sitrat sintetase.
  • Alfa ketoglutarat yang diproses menjadi suksinil CoA yang kemudian dikembangkan olerh enzim alfa tersebut.
  • Enzim akonitse yang membantu memproduksi enzim isositrat lalu enzim tersebut yang memproses isositrat berubah kearah alfa ketoglutarat yang mendapat dukungan dari NADH.


ePerpus adalah layanan perpustakaan digital masa kini yang mengusung konsep B2B. Kami hadir untuk memudahkan dalam mengelola perpustakaan digital Anda. Klien B2B Perpustakaan digital kami meliputi sekolah, universitas, korporat, sampai tempat ibadah."

logo eperpus

  • Custom log
  • Akses ke ribuan buku dari penerbit berkualitas
  • Kemudahan dalam mengakses dan mengontrol perpustakaan Anda
  • Tersedia dalam platform Android dan IOS
  • Tersedia fitur admin dashboard untuk melihat laporan analisis
  • Laporan statistik lengkap
  • Aplikasi aman, praktis, dan efisien