bisa dikatakan, salah satu molekul terpenting dalam
biologi adalah ATP
ATP, singkatan dari adenosin trifosfat.
yg terdengar sangat keren
tapi yg perlu kamu ingat, atau setiap kali kamu melihat ATP
berada pada beberapa jenis reaksi biokimia,
yg perlu dikatakan oleh otakmu, hai, kita berurusan dengan
energi biologis.
atau cara lain utk memahami ATP adalah sebagai mata uang
-dlm tanda petik- untuk energi biologi.
jadi bagaimana bisa ia menjadi mata uang energi?
ATP menyimpan energi dalam ikatan (kimia)-nya.
akan saya jelaskan apa maksudnya sebentar lagi.
sebelum kita belajar apa itu gugus adenosin atau
seperti apa gugus 3-fosfat, kamu cukup berusaha
untuk yakin, bahwa kamu mampu membayangkan ATP tersusun
atas apa yg disebut --biar saya beri warna yg bagus --
gugus adenosin di sini
dan padanya mungkin akan kamu dapati tiga fosfat
bukan mungkin, tapi pasti.
kamu pasti menemui tiga fosfat melekat padanya
inilah ATP
adenosin trifosfat.
tri- berarti tiga gugus fosfat
jika kamu ambil adenosin trifosfat dan kamu hidrolisis
ikatan ini, yg artinya kamu memutus ini
saat ada air.
jadi saya gambarkan air di sini
katakanlah saya punya H2O
lalu satu dari tiga gugus fosfat ini akan putus.
sudah tentu bagian dari air ini bergabung dengan gugus fosfat,
lalu bagian lain menggabung ke
gugus fosfat di sini.
dan saya akan menunjukkan sedikit lebih detail.
tapi saya ingin memberi gambaran umumnya dulu.
yg kamu punya sekarang adalah gugus adenosin yg sekarang memiliki
dua fosfat
dan ini disebut adenosin difosfat atau ADP.
sebelumnya kita punya trifosfat, yang berarti tiga fosfat.
sekarang kita punya difosfat, adenosin difosfat, jadi
bukan tri- tapi kita cukup tuliskan di-.
yg artinya kamu punya dua gugus fosfat.
jadi begitulah ATP dihidrolisis, atau kamu telah memutuskan
satu dari tiga gugus fosfat itu.
sekarang kamu punya ADP dan satu tambahan
gugus fosfat di sini,
dan --dan ini adl kunci dari semua yg kita bahas
tentang kapan kita berurusan dengan ATP -dan
kamu mendapatkan energi.
jadi ketika saya mengatakan bahwa ATP adalah mata uang
energi biologi, inilah alasannya
yaitu, jika kamu punya ATP, dan kamu hendak -melalui suatu
reaksi kimia-- melepaskan fosfat di sini.
di situlah dihasilkan energi.
energi tersebut dapat digunakan untuk menciptakan panasl
atau kamu dapat menghubungkan reaksi ini dengan reaksi lain
yg membutuhkan energi.
dg demikian reaksi2 tersebut akan dapat berjalan.
saya gambarkan lingkaran ini
adenosin dan fosfat.
sungguh, cuma ini yang kamu perlu tahu.
apa yg saya tunjukkan di sini adl apa yang kamu
perlu tahu untuk berpikir bagaimana ATP bekerja
dlm sebagian besar sistem biologi. dan jika kamu ingin
mengetahui hal lainnya.
jika kamu punya energi dan ingin menghasilkan ATP
reaksinya akan menuju arah ini.
energi ditambah satu gugus fosfat ditambah ADP, kamu
dapat membentuk lagi ATP.
jadi inilah energi yg disimpan.
jadi ini adalah persamaan energi yg disimpan.
dan sisi ini adalah persamaan energi yg digunakan.
dan inilah yg benar-benar perlu kamu --oke ini 95% dari
yg kamu perlu tahu untuk mengerti fungsi ATP
dlm sistem biologi. ia menyimpan energi
ATP memiliki energi.
ketika kamu memutus fosfatt, ia melepaskan energi.
dan jika kamu ingin membentuk kembali ADP dan satu fosfat
menjadi ATP, kamu harus menggunakan energi lagi.
jadi jika kamu punya ATP, itulah sumber energi.
jika kamu punya ADP dan kamu ingin ATP, kamu perlu menggunakan energi.
dan sejauh ini saya baru menggambar lingkaran dengan A di dlmnya
dan menyebutnya adenosin.
tapi terkadang akan lebih puas setelah melihat bagaimana
tampak sebenarnya molekul tersebut.
utk itu, saya potong dan tempel ini dari wikipedia.
alasan mengapa saya tidak menunjukkan ini di awal adl
karena ini terlihat sangat rumit.
alasan konseptual mengapa ATP adl mata uang
energi, menurut saya cukup sederhana.
ketika ia punya tiga fosfat, satu fosfat dapat terputus.
dan itu akan berujung pada pelepasan sejumlah energi
ke dalam sistem.
atau jika kamu ingin melekatkan fosfat itu, kamu
harus menggunakan energi.
hanya itu prinsip dasar ATP.
tapi ini adl struktur yg sebenarnya.
biarpun begitu, kita tetap dapat membagi-baginya dan
tidak terlalu buruk.
kita tadi menyebut adenosin.
saya gambarkan gugus adenosin.
kita punya adenosin.
di sini adl adenosin.
bagian molekul yg di sini ini.
itulah adenosin.
dan kalian yg telah memperhatikan
video lainnya, kamu pasti mengenali bagian
adenosin yg ini -- jadi ini disebut adenosin, tapi bagian yg ini
adalah adenin.
yaitu adenin yg sama yang menyusun nukleotida,
yg menjadi 'tulang punggung' DNA.
jadi beberapa molekul dalam sistem biologi memiliki
lebih dari satu fungsi.
ini adenin yg sama yg kita bicarakan di sini.
tentang adenin dan guanin.
ini adl purin.
ada juga pirimidin, tapi saya tidak akan teruskan
terlalu jauh.
intinya adl molekul (adenin) yg sama.
ini hal yg menarik.
hal yg sama yg menyusun DNA juga bagian dari apa yg menyusun
molekul mata uang energi ini.
jadi adenin menyusun bagian dari adenosin yg adl bagian dari ATP.
lalu bagian yg di sini adl ribosa.
yang mungkin juga kamu kenali dari RNA, asam ribonukleat.
itu karena ada ribosa dalam
keseluruhannya.
tapi saya tidak akan terlalu jauh.
ribosa adl gula 5-karbon.
ketika tidak digambarkan molekulnya, ini mengimplikasikan
atom karbon.
jadi ada satu karbon di sini, dua karbon, tiga karbon,
empat karbon, lima karbon.
ini penting untuk diketahui.
penting diketahui bahwa mereka berbagi peran
molekul tersebut dengan DNA.
dan ini adalah satuan penyusun apa yg sering
kita lihat lagi dan lagi.
tapi saya ingin menekankan bahwa mengetahui hal ini, atau mengingatnya
akan membantumu memahami pengertian yg sederhana
tentang ATP sebagai apa yang
menggerakkan reaksi2 biologis.
lalu saya gambar 3 gugus fosfat di sni, dan ini
adalah struktur molekul yg sesungguhnya.
struktur Lewis-nya ada di sini.
itu adl satu gugus fosfat.
dan ini gugus fosfat kedua.
dan ini gugus fosfat ke tika.
hanya seperti itu.
pertama kali belajar ini, pertanyaan pertama saya adalah, OK saya bisa
langsung percaya bahwa jika kamu mengambil satu dari
gugus2 fosfat ini atau ikatan ini terhidrolisis,
itu akan melepaskan energi.
lalu saya dapat meneruskan dan menjawab semua partanyaan
yg harus saya jawab.
tapi mengapa ia melepaskan energi?
apa yg ada di ikatan ini sehingga melepaskan energi?
ingatlah bahwa semua ikatan adl elektron yg digunakan bersama
oleh atom-atom berbeda.
jadi cara terbaik untuk memahaminya adl begini.
elektron ini yg digunakan bersama dlm ikatan ini,
atau elektron ini yg dipakai dlm ikatan ini,
berasal dari fosfat.
saya tidak akan menggambarkan Tabel Periodik Unsur.
tapi kamu tahu fosfat punya lima elektron untuk dipakai bersama
ia lebih elektronegatif daripada oksigen, jadi oksigen akan
'memeluk' elektron tsb.
tapi elektron ini merasa sangat tidak nyaman.
ada beberapa alasan mengapa ia tidak nyaman.
elektron tsb berada dlm tingkat energi yg tinggi.
satu alasannya adl, kamu punya semua
oksigen negatif di sini.
jadi mereka seperti ingin mendorong jauh-jauh satu sama lain.
jadi elektron dlm ikatan ini tidak dapat
mendekat ke nukleus.
mereka akan turun ke tingkat energi yg lebih rendah.
semua ini adalah analogi, bukan realitas.
kita semua tahu bahwa elektron dapat menjadi sangat kompleks.
dan itu semua adalah dunia mekanika kuantum.
tapi itu adalah cara yg bagus untuk memahami
bahwa molekul tsb ingin menjauh dari sesamanya.
tapi kamu punya ikatan ini, sehingga elektron ini,
berada dalam tingkat energi tinggi.
ia berada lebih jauh dari nukleus atom ini
lebih jauh dari yg diinginkannya.
dan ketika kamu lepaskan gugus fosfat ini,
tiba-tiba elektron ini dapat masuk ke
tingkat energi yg lebih rendah.
dan itu melepaskan energi.
jadi energi di sini adl --kenyataannya
reaksi kimia di manaenergi di hasilkan,
energi selalu berasal dari elektron yg turun ke tingkat energi yg lebih rendah.
jadi itu pengetiannya.
dan di video berikutnya ketika kita membahas
respirasi seluler dan glikolisis dan lainnya, setiap saat kita menampilkan
energi, sebenarnya itu adalah elektron yg turun dari
keadaan tidak nyaman ke keadaan yg lebih nyaman.
dan di tengah prosesnya mereka menghasilkan energi.
jika saya di atas pesawat atau saya terjun dari pesawat, saya memiliki
banyak energi potensial tepat sebelum saya
terjun dari pesawat.
dan kamu dapatmemandang itu sebagai kondisi tidak nyaman.
dan ketika saya duduk di sofa menonton bola, saya
punya sedikit energi potensia, itulah
kondisi yg sangat nyaman.
dan saya dapat menghasilkan banyak energi
dg jatuh ke kursi.
tapi entahlah.
analogi saya selalu terpatahkan pada titik tertentu.
sekarang, hal terakhir yg ingin saya jelaskan padamu adalah bagaimana persisnya
reaksi ini terjadi.
sejauh ini, kamu dapat mematikan video ini dan kamu sudah dapat
berurusan dengan ATP karena ia dipakai dlm 95% biologi,
khususnya AP Bio (ujian kemampuan Biologi).
tapi saya ingin kamu memahami bagaimana
reaksi ini terjadi sesungguhnya.
untuk itu, apa yg akan saya lakukan adalah menyalin
dan menempel bagian2 dari ini.
saya telah menjelaskan bahwa dia ini akan
terputus dari ATP.
itulah gugus fosfat yg terputus.
dan kamu punya sisanya.
kamu punya ADP yang tertinggal.
jadi ini adl ADP.
saya bahkan tidak perlu menyalin dan menempel semua ini.
kamu cukup memahami bahwa itu adl gugus adenosin.
cuma seperti itu.
seperti dikatakan tadi bahwa yg ini dihidrolisis
atau dipotong, dan menghasilkan energi
tapi apa yg ingin saya lakukan sebenarnya adl
menunjukkan padamu mekanismenya.
mekanisme yg sedikit rumit tentang bagaimana
itu terjadi sebenarnya .
saya sebutkan tadi bhw reaksi ini terjadi saat ada air.
saya gambarkan air di sini.
jadi saya punya oksigen dan hidrogen.
dan saya juga punya hidrogen yg lain.
air ada di sini.
jadi hidrolisis adl reaksi di mana kamu berkata, hai,
dia ini ingin berikatan dengan sesuatu, atau dia
ingin berbagi pakai dg elektron orang lain.
jadi mungkin hidrogen di sini mendekat dan berbagi
elektron dengan oksigen yg ini.
lalu ini fosfor, ia punya satu kelebihan elektron yang
harus dibagikan.
ingatlah bahwa ia memiliki 5 elektron valensi; yg ingin dipakai bersama
dengan oksigen.
ia punya satu, dua, tiga, empat yg saat ini dibagikan.
oke, jika hidrogen ini mendekati yg ini, kamu hanya punya
OH yg berwarna biru in.
dan dia ini dapat berbagi satu
kelebihan elektron Si Fosfor.
jadi kamu mendapatkan OH seperti itu.
jadi itu adl proses yg sebenarnya terjadi.
dan itu dapat terjadi sebaliknya.
saya dapat memisahkannya di sini.
saya dapat membelah semuanya di sini.
sehingga yg ini akan dapat mempertahankan oksigen dan
hidrogen akan pergi ke sana.
lalu yg ini akan mengambil OH-nya.
hal itu dapat terjadi dalam urutan manapun.
jadi yg tidak masalah mana duluan.
dan ada satu poin yg saya ingin buat.
ini agak sedikit lebih kompleks.
bahkan saya bertanya-tanya apa saya bisa melakukannya.
seluruh alasan saya mengapa ada tingkat energi rendah
adl sekali ia terputus --biar saya
tulis di sini-- adl karena saya katakan, hei, elektron yg ini lebih senang
ketika ia --katakanlah elektron ini adl bagian dari ini
fosfor menjadi senang sekarang.
ia ada di tingkat energi rendah karena
ia tidak sedang diregangkan.
ia tidak perlu menghabiskan waktu di antara yg itu dan yg itu
karena molekul yg ini dan yg ini ingin berpisah.
karena mereka punya muatan negatif.
itulah sebagian alasannya.
alasan lainnya mengapa, dan kita akan bahas ini secara
sangagt lebih detail ketika kita belajar lebih jaut tentang kimia organik,
adalah adanya resonansi yg lebih besar.
ada lebih struktur resonansi atau konfigurasi resonansi.
yang berarti bahwa elektron2 tsb, elektron yg lebih
elekktron di sini, mereka dapat bergerak antara
atom2 yg berbeda, dan ini membuatnya jadi lebih stabil lagi.
jadi jika kamu membayangkan oksigen ini memiliki kelebihan
elektron padanya,
sehingga kelebihan elektron di sini, akan turun ke sini,
lalu membentuk ikatan rangkap dengan fosfor.
lalu elekrotn yg di sini akan dapat melompat kembali
ke oksigen.
dan hal itu dapat terjadi di sisi ini ataupun di sana.
dan saya tidak akan beri detailnya, tapi itu adl
alasan lain mengapa ia menjadi lebih stabil.
jika kamu relah mengambil kimia organik, kamu dapat
memahami itu dg lebih baik lg.
tapi saya tidak akan sampaikan semuanya.
yg paling penting utk diingat tentang ATP adl
ketika kamu memutuskan satu gugus fosfat, ia menghasilkan
energi yg dpt menggerakkan segala macam fungsi biologis,
seperti pertumbuhan dan pergerakan, pergerakan otot, otot
konstraksi, sinyal listrik pd
saraf dan otak.
jadi ialah baterai utama atu mata uang energi dlm
sistem biologis. itu adl hal utama yg benar-benar
perlu kamu ingat tentang ATP.