Dalam seluler respirasi, rantai transfer elektron (Respiratory Chain) atau transport elektron (Electron Transport Chain, ETC) merupakan suatu proses kunci yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. ETC memungkinkan sel untuk memanfaatkan energi dari molekul-molekul seperti NADH dan FADH₂ yang dibentuk dalam reaksi metabolisme lainnya. Dalam artikel ini, kita akan melihat bagaimana rantai transfer elektron memproduksi ATP dari molekul NADH.
Respirasi Seluler dan Molekul Pembawa Elektron
Respirasi sel menggunakan oksidasi molekul molekul NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) dan FADH₂ untuk menghasilkan energi. NADH dan FADH₂ adalah molekul pembawa elektron yang sangat penting dalam biokimia sel, yang antara lain terlibat dalam siklus asam sitrat (Citric acid cycle) dan glikolisis.
NADH memiliki peran krusial dalam transport elektron dan produksi ATP dalam jaringan elektronik. Nilai redoks dari NADH berfungsi untuk menyediakan potensi energi tinggi dalam pertukaran elektron saat sintesis ATP terjadi dalam berbagai tahap metabolisme.
Rantai Transfer Elektron (ETC)
Rantai transfer elektron terjadi pada membran dalam mitokondria. Rantai ini melibatkan sejumlah kompleks enzim yang bekerja bersama untuk memindahkan elektron dari molekul donor (seperti NADH) kepada molekul penerima (seperti oksigen).
Proses ini melibatkan beberapa tahap, yang meliputi:
- Oksidasi NADH oleh kompleks I, yang melepaskan elektron yang kemudian ditransfer ke dalam rantai.
- Elektron diangkut melalui variasi kompleks enzim, termasuk kompleks I, II, III, dan IV, yang masing-masing pump proton (H⁺) ke dalam ruang intermembran mitokondria.
- Proses ini menciptakan gradien konsentrasi proton di antara ruang intermembran dan matriks mitokondria, mengakibatkan potensial elektrokimia yang dinamakan sebagai “tegangan proton-motif”.
- Gradien yang terbentuk ini menghasilkan energi yang digunakan oleh kompleks V atau ATP sintase untuk memproduksi ATP dari ADP dan Pi (inorganic phosphate).
Menghitung ATP yang Dihasilkan dari NADH
Dari proses di atas, perlu diingat bahwa setiap 1 molekul NADH yang dihasilkan akan memberikan tiga unit ATP sebagai hasil dari transport elektron. Alasan bahwa satu molekul NADH dapat menghasilkan tiga unit ATP adalah karena setiap elektron yang dihasilkan oleh NADH akan menyebabkan 3 pump proton H⁺ melintasi kompleks I, dan ada cukup energi untuk 3 rotasi ATP sintase yang menghasilkan 3 molekul ATP.
Kesimpulan
Dalam proses respirasi sel, transfer elektron dari molekul NADH melalui rantai transfer elektron membawa energi yang diperlukan untuk menghasilkan ATP. Setiap 1 molekul NADH dapat menghasilkan 3 molekul ATP.
