Hampir semua energi yang digunakan oleh makhluk hidup berasal dari glukosa, sejenis gula sederhana. Sel kita membutuhkan energi untuk menjalankan berbagai aktivitas—mulai dari pergerakan otot, pengiriman sinyal saraf, hingga pembelahan sel. Nah, glikolisis adalah langkah pertama dalam proses panjang pengubahan glukosa menjadi energi yang dapat dipakai sel.

Menariknya, glikolisis adalah jalur metabolisme yang sangat tua dan universal. Hampir semua organisme—baik bakteri sederhana maupun manusia—menggunakan glikolisis. Proses ini juga tidak membutuhkan oksigen, sehingga disebut proses anaerob. Karena itu, glikolisis bisa tetap berjalan pada kondisi di mana oksigen sangat terbatas.

Glikolisis terjadi di sitoplasma, yaitu cairan kental di dalam sel, dan berlangsung dalam dua fase besar:

1. Fase investasi energi (sel mengeluarkan sedikit ATP sebagai “modal awal”).
2. Fase panen energi (sel mendapatkan kembali ATP bahkan dengan keuntungan tambahan).

Bagaimana Glukosa Masuk ke Dalam Sel?

Sebelum dipecah, glukosa harus terlebih dahulu masuk ke dalam sel. Ada dua mekanisme utamanya:

1. Transport aktif sekunder – di mana glukosa dipompa masuk melawan gradien konsentrasi dengan bantuan energi tidak langsung.
2. Protein GLUT (glucose transporter) – sekelompok protein khusus di membran sel yang bertugas membawa glukosa masuk melalui mekanisme difusi terfasilitasi.

Begitu sudah di dalam, glukosa siap diproses lebih lanjut.

Kisah Perjalanan Glukosa di dalam “Pabrik Energi” Sel

Bayangkan ada sebuah pabrik energi di dalam sel. Pabrik ini menerima “bahan baku” berupa glukosa (gula sederhana). Tugas pabrik adalah mengolah glukosa menjadi “mata uang energi” yang bisa langsung dipakai: ATP.

Proses ini tidak instan. Ada 10 langkah yang seperti stasiun di jalur produksi. Mari kita ikuti perjalanan si glukosa dari pintu masuk hingga keluar sebagai energi.

Fase Pertama: Investasi Energi

Seperti membuka bisnis, kita butuh modal awal. Sel juga harus mengeluarkan energi (ATP) di awal sebelum bisa memanen keuntungan.

Langkah 1: Penjaga Gerbang (Heksokinase)

Glukosa baru saja masuk ke dalam pabrik. Tapi kalau tidak ditandai, ia bisa keluar lagi.
➡️ Maka datanglah heksokinase, penjaga pintu yang langsung memberi “stempel fosfat” pada glukosa, menjadikannya glukosa-6-fosfat.
Dengan stempel ini, glukosa resmi jadi “milik sel” dan tidak bisa kabur keluar lagi.

Langkah 2: Tukang Bentuk (Isomerase)

Glukosa-6-fosfat kemudian dibawa ke tukang bentuk.
➡️ Tukang ini memutar sedikit strukturnya, mengubahnya menjadi fruktosa-6-fosfat.
Bentuk barunya lebih cocok untuk dipotong dua nanti.

Langkah 3: Pengawas Produksi (Fosfofruktokinase / PFK)

Sekarang giliran bos pabrik, yaitu enzim PFK. Ia menempelkan fosfat kedua, membentuk fruktosa-1,6-bifosfat.
PFK adalah pengawas yang bijak:

• Kalau stok ATP di gudang sudah penuh, ia melambat.
• Kalau ATP menipis, ia bekerja lebih cepat.

Inilah cara pabrik mengatur supaya tidak boros energi.

Langkah 4: Tukang Potong (Aldolase)

Fruktosa-1,6-bifosfat kini seperti papan kayu panjang. Tukang potong bernama aldolase membelahnya menjadi dua papan kecil:

• Dihidroksiaseton fosfat (DHAP)
• Gliseraldehida-3-fosfat (G3P)

Langkah 5: Penyetaraan (Isomerase)

Agar jalur produksi lebih efisien, DHAP diubah menjadi G3P juga.
➡️ Sekarang kita punya dua molekul G3P identik, siap diproses lebih lanjut.

Sampai sini, pabrik sudah keluar modal 2 ATP, tapi belum ada keuntungan.

Fase Kedua: Panen Energi

Sekarang giliran pabrik menuai hasil. Dari setiap G3P, pabrik bisa menghasilkan energi. Karena ada dua G3P, hasilnya pun berlipat dua.

Langkah 6: Penambang Elektron (Dehidrogenase)

G3P diproses oleh penambang bernama G3P dehidrogenase. Ia mengambil elektron berenergi tinggi dan menyerahkannya pada NAD+, yang berubah menjadi NADH (seperti baterai isi penuh).
Sekaligus, G3P mendapat tambahan fosfat, menghasilkan 1,3-bifosfogliserat.

Langkah 7: Mesin ATM (Fosfogliserat Kinase)

1,3-bifosfogliserat punya fosfat dengan energi tinggi. Mesin ATM (enzim fosfogliserat kinase) mengambil fosfat itu dan menempelkannya ke ADP, mencetak ATP pertama.
Produk sisanya adalah 3-fosfogliserat.

Langkah 8: Tukang Geser (Mutase)

Tukang geser memindahkan fosfat dari karbon ke-3 ke karbon ke-2, menghasilkan 2-fosfogliserat.

Langkah 9: Tukang Keringkan (Enolase)

Enzim enolase bertindak seperti mesin pengering. Ia membuang air dari molekul, menghasilkan fosfoenolpiruvat (PEP)—sebuah molekul dengan energi fosfat yang sangat “meledak-ledak”.

Langkah 10: Penutup Transaksi (Piruvat Kinase)

Akhirnya, piruvat kinase memindahkan fosfat super-energetik dari PEP ke ADP, mencetak ATP kedua.
Produk akhirnya adalah piruvat, bahan baku penting untuk tahap energi selanjutnya.

Karena ada dua G3P, semua langkah 6–10 terjadi dua kali, sehingga total panen adalah:

• 4 ATP
• 2 NADH
• 2 piruvat

Keuntungan Bersih

Kalau dihitung:

• Modal awal: –2 ATP
• Hasil panen: +4 ATP, +2 NADH
• Keuntungan bersih: 2 ATP, 2 NADH, 2 piruvat

Mengapa Jalur Ini Begitu Vital?

• Universal: semua makhluk hidup, dari bakteri hingga manusia, mengandalkan glikolisis.
• Darurat energi: tetap bisa berjalan walau tanpa oksigen.
• Sel darah merah: hanya bisa hidup dari glikolisis karena tidak punya mitokondria.

Kalau jalur ini macet—misalnya karena enzim piruvat kinase kurang—hasil energi menurun drastis dan sel bisa mati.

Penutup: Bisnis Kecil Sang Sel

Glikolisis bisa kita ibaratkan sebagai bisnis kecil milik sel:

• Harus keluar modal dulu (2 ATP).
• Lalu produksi menghasilkan lebih banyak (4 ATP).
• Ditambah bonus tabungan (2 NADH) untuk masa depan.

Walau sederhana, bisnis kecil ini menopang kehidupan seluruh makhluk hidup di bumi.

Glikolisis berdiri sebagai bukti kejeniusan evolusi – sebuah sistem yang begitu sederhana namun elegan, begitu kuno namun tetap relevan, dan begitu fundamental sehingga menyatukan semua kehidupan di Bumi. Proses ini tidak hanya mengubah glukosa menjadi energi, tetapi juga mengubah pemahaman kita tentang kompleksitas dan keindahan dunia molekuler yang menjadi dasar kehidupan itu sendiri.

Referensi:

• OpenStax Biology 2e (Bab: Cellular Respiration – Glycolysis).
  👉 OpenStax Biology 2e (Free textbook)
• Campbell Biology, 12th Edition (Reece et al.).
  👉 Bagian Cellular Respiration and Fermentation membahas tahapan glikolisis, enzim kunci, dan hasil bersih.
• Lehninger Principles of Biochemistry, 8th Edition (Nelson & Cox).
  👉 Referensi utama biokimia, detail persamaan reaksi glikolisis, kofaktor, dan regulasi enzim.