fotorespirasi

Fotorespirasi adalah sejenis respirasi pada tumbuhan yang
dibangkitkan oleh penerimaan cahaya yang diterima oleh daun. Diketahui pula
bahwa kebutuhan energi dan ketersediaan oksigen dalam sel juga mempengaruhi
fotorespirasi. Walaupun menyerupai respirasi (pernafasan) biasa, yaitu proses
oksidasi yang melibatkan oksigen, mekanisme respirasi karena rangsangan cahaya
ini agak berbeda dan dianggap sebagai proses fisiologi tersendiri.



Proses

Proses yang disebut juga "asimilasi cahaya oksidatif" ini terjadi
pada sel-sel mesofil daun dan diketahui merupakan gejala umum pada tumbuhan C3,
seperti kedelai dan padi. Lebih jauh, proses ini hanya terjadi pada stroma dari
kloroplas, dan didukung oleh peroksisom dan mitokondria.



Secara biokimia, proses fotorespirasi merupakan cabang dari jalur glikolat.
Enzim utama yang terlibat adalah enzim yang sama dalam proses reaksi gelap
fotosintesis, Rubisco (ribulosa-bifosfat karboksilase-oksigenase). Rubisco
memiliki dua sisi aktif: sisi karboksilase yang aktif pada fotosintesis dan sisi
oksigenase yang aktif pada fotorespirasi. Kedua proses yang terjadi pada stroma
ini juga memerlukan substrat yang sama, ribulosa bifosfat (RuBP), dan juga
dipengaruhi secara positif oleh konsentrasi ion Magnesium dan derajat keasaman
(pH) sel. Dengan demikian fotorespirasi menjadi pesaing bagi fotosintesis, suatu
kondisi yang tidak disukai kalangan pertanian, karena mengurangi akumulasi
energi.



Jika kadar CO2 dalam sel rendah (misalnya karena meningkatnya
penyinaran dan suhu sehingga laju produksi oksigen sangat tinggi dan stomata
menutup), RuBP akan dipecah oleh Rubisco menjadi P-glikolat dan P-gliserat
(dengan melibatkan satu molekul air menjadi glikolat dan P-OH). P-gliserat (P
dibaca "fosfo") akan didefosforilasi oleh ADP sehingga membentuk ATP. P-glikolat
memasuki proses agak rumit menuju peroksisoma, lalu mitokondria, lalu kembali ke
peroksisoma untuk diubah menjadi serin, lalu gliserat. Gliserat masuk kembali ke
kloroplas untuk diproses secara normal oleh siklus Calvin menjadi
gliseraldehid-3-fosfat (G3P).



Kegunaan

Peran fotorespirasi diperdebatkan namun semua kalangan sepakat
bahwa fotorespirasi merupakan penyia-nyiaan energi. Dari sisi evolusi, proses
ini dianggap sebagai sisa-sisa ciri masa lampau (relik). Atmosfer pada masa
lampau mengandung oksigen pada kadar yang rendah, sehingga fotorespirasi tidak
terjadi seintensif seperti masa kini. Fotorespirasi dianggap bermanfaat karena
menyediakan CO2 dan NH3 bebas untuk diasimilasi ulang,
sehingga dianggap sebagai mekanisme daur ulang (efisiensi). Pendapat lain
menyatakan bahwa fotorespirasi tidak memiliki fungsi fisiologis apa pun, baik
sebagai penyedia asam amino tertentu (serin dan glisin) maupun sebagai pelindung
klorofil dari perombakan karena fotooksidasi.



Karena tidak efisien, sejumlah tumbuhan mengembangkan mekanisme untuk mencegah
fotorespirasi. Untuk menekan fotorespirasi, tumbuhan C4 mengembangkan strategi
ruang dengan memisahkan jaringan yang melakukan reaksi terang (sel mesofil) dan
reaksi gelap (sel selubung pembuluh, atau bundle sheath). Sel-sel mesofil
tumbuhan C4 tidak memiliki Rubisco. Strategi yang diambil tumbuhan CAM bersifat
waktu (temporal), yaitu memisahkan waktu untuk reaksi terang (pada saat
penyinaran penuh) dan reaksi gelap (di malam hari). http://wikipedia.org < 30/05/2008 : 20:52:37>.