KEMOSINTESIS (Reaksi Anabolisme)

Tags

Kemosintesis merupakan contoh reaksi anabolisme selain fotosintesis. Kemosintesis adalah konversi biologis satumolekul karbon atau lebih (biasanya karbon dioksida atau metana), senyawa nitrogen dan sumber makanan menjadi senyawa organik dengan menggunakan oksidasi molekul anorganik (contohnya gas hidrogen, hidrogen sulfida) atau metana sebagai sumber energi, daripada cahaya matahari, seperti pada fotosintesis. Dalam penjelasan yang lebih sederhana, kemosintesis adalah anabolisme yang menggunakan energi kimia. Energi kimia yang digunakan pada reaksi ini adalah energi yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia, yaitu reaksi oksidasi.







Organisme autotrof yang melakukan kemosintesis disebut kemoautotrof. Kemampuan melakukan kemosintesis hanya dimiliki oleh beberapa jenis mikroorganisme, misalnya bakteri belerang nonfotosintetik (Thiobacillus) dan bakteri nitrogen (Nitrosomonas dan Nitrosococcus). Banyak mikroorganisme di daerah laut dalam menggunakan kemosintesis untuk memproduksi biomassa dari satu molekul karbon. Dua kategori dapat dibedakan. Pertama, di tempat yang jarang tersedia molekul hidrogen, energi yang tersedia dari reaksi antara CO2 dan H2 (yang mengawali produksi metana, CH4) dapat menjadi cukup besar untuk menjalankan produksi biomassa. Kemungkinan lain, dalam banyak lingkungan laut, energi untuk kemosintesis didapat dari reaksi antara O2 dan substansi seperti hidrogen sulfida atau amonia. Pada kasus kedua, mikroorganisme kemosintetik bergantung pada fotosintesis yang berlangsung di tempat lain dan memproduksi O2 yang mereka butuhkan.


Contohnya pada beberapa mikroorganisme seperti bakteri belerang, bakteri nitrit, bakteri nitrat, dan bakteri besi memperoleh energi dengan cara mengoksidasi senyawa kimia
a. Bakteri belerang
misalnya bakteri sulfur tak berwarna (Thiobacillus) memperoleh energi dengan cara mengoksidasi H2S, reaksinya:
2H2S + O2                ——->                 2H2O + 2S + energi
Cahaya, klorofil
Selanjutnya energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO2 menjadi gula (karbohidrat), reaksinya:
                        Cahaya matahari
CO2+ 2H2S           ———->         CH2O + 2S + H2O
Klorofil


b. Bakteri nitrit
Misalnya bakteri Nitrosomonas dan Nitrococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3 dalam bentuk senyawa amonium karbonat menjadi asam nitrit, reaksinya:
(NH4)2 + CO3 + 3O2 ———————>  2HNO2 + CO2 + 3H2O + energi
                               Nitrococcus, Nitrosomonas
c. Bakteri nitrat
misalnya bakteri Nitrobacter memperoleh energi dengan cara mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, reaksinya:
Ca (NO2)2 + O2 ——————-> Ca(NO3)2 + energi
                                Nitrobacter
d. Bakteri besi
Misalnya lipotrik memperoleh energi dengan cara mengoksidasi ferro menjadi ferri, reaksinya:
                   oksigen
Fe²+ —————-> Fe³+ + energy


Contoh khemosintesis misalnya dalam
1. pembentukan sulfat oleh bakteri sulfur
2. pembentukan nitrat oleh bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri NC.NS dan NB.
                Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
                Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
Pembentukan bahan organik nitrat dari bahan anorganik NH3
1. Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:


2. Organisme yang melakukannya disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang dihasilkan tersebut akan digunakan untuk asimilasi karbon. ( ingat Reaksi gelap energi dapat dari Reaksi terang)




Contoh, bakteri nitrit : Nitrosomonas, Nitrosococcus , NitrosoBacter spt reaksi diatas
contoh lainnya : Bakteri belerang : Thiobacillus, Bagiatoa

2S + 2H2 O + 3O2 2H2 SO4 + 284, 4 kal.


Sebagaimana telah Anda ketahui, bahwa sumber energi pada proses reaksi penyusunan (sintesis) molekul gula (karbohidrat) dari molekul CO2 dan H2O yang berlangsung di dalam sel makhluk hidup, adalah cahaya (foton) matahari, tetapi tidak semua makhluk hidup menggunakan cahaya sebagaisumber energinya.
                Contohnya pada beberapa mikroorganisme seperti bakteribelerang, bakteri nitrit, bakteri nitrat, dan bakteri besi memperoleh energi dengan cara mengoksidasi senyawa kimia.
Jadi, jika pada proses penyusunanbahan organik yang menggunakan sumber energi dengan cara pengoksidasian (pemecahan) senyawa kimia disebut kemosintesis.
                Beberapa bakteri kemosintesis ini mempunyai kemampuan seperti organism berklorofil, yaitu mampu membuat karbohidrat dari bahan mentah anorganik, tetapi mereka tidak menggunakan energi cahaya untuk melakukan hal itu.
                Pengubahan karbon dioksida menjadi karbohidrat dapat pula terjadi dalam sel-sel hewan seperti pada sel-sel tumbuhan. Reaksi "gelap" yang menentukan juga diketahui berlangsung dalam sel-sel bakteri kemoautotrop.
                Mereka memperoleh energi dan elektron-elektron dengan melaksanakan oksidasi beberapa substansi tereduksi yang ada di alam sekitarnya.
                Energi bebas tersedia oleh oksidasi ini kemudian digunakan untuk pembuatan karbohidrat.
                Bakteri belerang yang kemoautotrop mengoksidasi H2S di tempat tinggalnya (mata air belerang) sehingga menghasilkan energi.

 Reaksinya sebagai berikut.

2H2S + O2 → 2S + 2H2O ÄG = 100 kkal
ÄG = perubahan energy


                Kemudian energi ini dapat mereka pakai untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bakteri belerang fotosintetik.
2H2S + CO2 → (CH2O) + H2O + 2S
                Kelompok bakteri kemoautotrop lainnya ialah bakteri besi. (mereka bertanggung jawab atas sisik kecoklat-coklatan yang terbentuk di dalam tangki air atau toilet kakus).
                Mereka menyelesaikan oksidasi senyawa besi yang teroksidasi sebagian dan mampu merangkaikan energi yang dihasilkan oksidasi ini untuk mensintesis karbohidrat.
                Bakteri nitrifikasi juga kemoautotrof, mereka melakukan oksidasi NH3 yang dihasilkan dari protein oleh bakteri heterotrof dari hasil perombakan menjadi nitrat.
                Oksidasi ini menghasilkan energi untuk mendorong reaksi sintesis bakteri tersebut.

                Nitrat yang dihasilkan menyediakan keperluan nitrogen bagi tumbuhan.

Artikel Terkait