Metabolismen

Metabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel organisme hidup untuk mempertahankan kehidupan, pertumbuhan, reproduksi, dan respons terhadap lingkungan. Secara umum metabolisme dibagi menjadi katabolisme, yang memecah molekul menjadi unit lebih kecil sambil melepaskan energi, dan anabolisme, yang menggunakan energi untuk membangun molekul kompleks dari prekursor sederhana.

Energi yang dihasilkan dan disimpan utama dalam ATP, dengan elektron dipindahkan melalui kofaktor seperti NADH dan FADH2 selama respirasi sel. Jalur sentral meliputi glikolisis di sitosol, siklus asam sitrat (Krebs) di mitokondria, dan fosforilasi oksidatif pada rantai transport elektron untuk produksi ATP. Pada tumbuhan dan alga, fotosintesis juga mengubah energi matahari menjadi gula melalui jalur lain.

Metabolisme melibatkan pembentukan serta pemecahan molekul lipid, karbohidrat, dan protein, serta metabolisme asam amino, nukleotida, dan metabolit sekunder. Regulasi metabolik dilakukan melalui enzim, efek allosterik, dan modifikasi kovalen. Hormon seperti insulin dan glukagon mengatur keseimbangan antara gula darah, lipida, dan protein. Lingkungan nutrisi, keadaan oksigen, dan keadaan energi sel mempengaruhi aliran jalur metabolik.

Sel eukariotik memilah proses dalam organel: sebagian besar glikolisis di sitosol, sebagian besar respirasi sel di mitokondria; pada tanaman ada kloroplas. Jalur pusat metabolisme sangat konservatif secara evolusioner. Gangguan metabolik akibat defisiensi enzim dapat menyebabkan penyakit seperti fenilketonuria, galaktosemia, atau gangguan asam lemak. Metabolisme juga menjadi bidang studi seperti metabolomik, biokimia klinik, dan rekayasa metabolik untuk produksi obat atau bahan kimia.