Mitokondria adalah organel sel
yang berfungsi sebagai tempat respirasi sel makhluk hidup. Secara garis
besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang
sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs. Mitokondria kerap
disebut sebagai “pembangkit energi” bagi sel karena mitokondria yang
paling banyak menghasilkan energi ATP untuk sel. Mitokondria berisi
sejumlah enzim dan protein yang membantu proses karbohidrat dan lemak
yang diperoleh dari makanan yang kita makan untuk melepaskan energi.
Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar
dan lapisan membran dalam.
Penelitian
pertama tentang struktur yang mungkin mewakili mitokondroa diterbitkan
pada sekitar tahun 1840-an. Pada tahun 1894, Richard Altmann mengira itu
sebagai sel dan menyebutnya “bioblas”. Istilah “mitokondria” sendiri
pertama kali digunakan oleh Carl Benda pada tahun 1898. Pada tahun 1904,
Friedrich Meves membuat sebuah pengamatan mitokondria tercatat pertama
dalam tanaman Nymphaea alba.
2. Struktur Mitokondria
Mitokondria
dikenal sebagai pusat tenaga sel. Mitokondria banyak terdapat pada sel
yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP
dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Mereka adalah organel
yang bertindak seperti sistem pencernaan yang mengambil nutrisi, dan
menciptakan energi untuk sel. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa
berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan
diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Proses menciptakan energi sel
dikenal sebagai respirasi sel. Sebagian besar reaksi kimia yang terlibat
dalam respirasi selular terjadi di mitokondria. Sebuah mitokondria
berbentuk sempurna untuk memaksimalkan kinerjanya.
Mitokondria
adalah organel yang sangat kecil. Anda mungkin menemukan sel dengan
beberapa ribu mitokondria. Jumlahnya tergantung pada apa yang sel perlu
dilakukan. Jika tujuan dari sel adalah untuk mengirimkan impuls saraf,
akan ada lebih sedikit daripada di mitokondria sel otot yang membutuhkan
banyak energi. Jika sel merasa tidak mendapatkan energi yang cukup
untuk bertahan hidup, banyak mitokondria dapat dibuat. Kadang-kadang
mereka bahkan bisa tumbuh, bergerak, dan menggabungkan dengan
mitokondria lainnya, tergantung pada kebutuhan sel.
Struktur
mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar,
membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian
dalam membran.
2.1. Membran Luar
Membran
luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta
mengandung protein khusus yang disebut porin yang menyebabkan membran
ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran
6000 Dalton. Membran luar halus seperti membran dalam dan memiliki
fosfolipid hampir dalam jumlah yang sama sebagai protein. Dalam hal ini,
membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif.
Membran luar benar-benar permeabel terhadap molekul nutrisi, ion, dan
molekul ATP ADP. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang
terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses
transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan.
2.2. Membran Dalam
Membran
dalam lebih kompleks dalam struktur daripada membran luar karena
mengandung kompleks dari rantai transpor elektron dan kompleks sintetase
ATP. Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar
terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat
utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi
diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut
krista. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam
sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam
mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP
sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta
protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks
melewati membran dalam.
2.3. Ruang Antar Membran
Ruang
antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam
merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel,
seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi
asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik,
yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat
inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium.
2.4. Matriks
Matriks
merupakan campuran kompleks enzim yang penting untuk sintesis molekul
ATP, ribosom mitokondria khusus, RNA dan DNA mitokondria. Selain itu, ia
memiliki oksigen, karbon dioksida dan intermediet daur ulang lainnya.
3. Fungsi Mitokondria
Peran
utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan
energi dalam bentuk ATP. Makanan yang kita makan dipecah menjadi molekul
sederhana seperti karbohidrat, lemak, dll, dalam tubuh kita.
Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di
transpor dan dioksidasi oleh O2 menjadi CO2 dan
air. Seluruh proses ini dikenal sebagai fosforilasi oksidatif. Energi
yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang
diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan
dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses
pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri
atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang
terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Mitokondria dalam
sel-sel hati memiliki enzim yang mendetoksifikasi amonia. Proses
pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat
kompleks enzim, yang terdiri dari kompleks I (NADH dehidrogenase),
kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q – sitokrom
C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan
FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT). Selain itu,
mitokondria juga membantu dalam membangun bagian-bagian tertentu dari
darah, dan hormon seperti testosteron dan estrogen.
4. Siklus Hidup Mitokondria
Mitokondria
dapat melakukan replikasi secara mandiri (self replicating) seperti sel
bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu
besar sehingga melakukan pemecahan (fission). Pada awalnya sebelum
mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu dilakukan replikasi DNA
mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan pada bagian dalam yang
kemudian diikuti pembelahan pada bagian luar. Proses ini melibatkan
pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran seperti ada
yang menjepit mitokondria. Kemudian akan terjadi pemisahan dua bagian
mitokondria.
5. Gangguan pada Mitokondria
Kerusakan
atau disfungsi pada mitokondria adalah faktor utama penyebab berbagai
penyakit manusia karena pengaruh mereka di dalam metabolisme sel.
Kelainan mitokondria sering hadir sebagai gangguan neurologis, tetapi
dapat juga berupa miopati, diabetes, endocrinopathy, atau berbagai
penyakit lainnya. Penyakit yang disebabkan oleh mutasi DNA termasuk
Kearns-Sayre syndrome dan sindrom MELAS. Dalam sebagian besar kasus,
penyakit ini ditularkan oleh perempuan untuk anak-anaknya, sebagai zigot
berasal mitokondria yang dan karenanya yang DNA dari sel telur.
6. DNA Pada Mitokondria
Mitokondria
adalah organel istimewa karena memiliki DNA tersendiri. DNA mitokondria
disebut dengan mtDNA atau mitochondrial DNA. Struktur MtDNA berpilin
ganda, sirkular, serta tidak memiliki membran. MtDNA mirip dengan DNA
bakteri. Karena itulah timbul banyak hipotesis yang timbul, salah
satunya menyebut bahwa mitokondria dulunya merupakan makhluk hidup
independen seperti bakteri, yang kemudian bersimbiosis dengan organisme
eukariotik.
Teori tersebut dikenal dengan nama
teori Endosimbion. Menurut teori tersebut, pada makhluk tingkat tinggi
atau eukariotik, DNA mitokondria yang diturunkan kepada sel-sel anak
hanya berasal dari induk betina saja atau dari mitokondria sel telur.
Sedangkan DNA mitokondria jantan tidak masuk ke dalam sel telur, hal ini
disebabkan karena letak DNA jantan yang berada di ekor sperma. Padahal
ekor sperma tidak ikut masuk sel telur. Jadi DNA mitokondria jantan
tidak diturunkan.
Mitokondria mampu mengambil
energi dari zat-zat gizi yang terdapat di dalam makanan. Mitokondria
mengubah zat-zat tersebut menjadi suatu bentuk senyawa yang dapat
digunakan sebagai bahan bakar aktivitas sel. Karena itulah mitokondria
disebut juga dengan “organel penghasil energi” atau “house power”.
Pada
mitokondria terdapat lengkungan yang disebut krista. Krista ditempeli
dengan protein-protein transportasi elektron. Masing-masing protein
bertanggung jawab untuk mengubah energi dalam makanan menjadi senyawa
energi sel. Sedangkan cairan seperti gel yang terdapat di dalam disebut
dengan matriks. Matriks berisi campuran ratusan enzim yang berbeda.
Masing-masing enzim berfungsi mempersiapkan molekul-molekul nutrien.
Tujuannya supaya pengambilan akhir energi yang terdapat di krista,
berlangsung dengan lancar.
Mitokondria dengan
jumlah melimpah terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme
tinggi dan memerlukan ATP dalam jumlah banyak. Salah satu contohnya di
sel otot jantung. Mitokondria memiliki berbentuk elips. Ukuran
diameter mitokondria sekitar 0,5 µm, sedangkan panjangnya antara 0,5
hingga 1,0 µm. Mitokondria tersusun atas empat bagian, yaitu membran
luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks.
artikel ini disalin lengkap dari: http://hedisasrawan.blogspot.co.id/2013/10/mitokondria-artikel-lengkap.html
halaman utama website: http://hedisasrawan.blogspot.co.id/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
No comments:
Post a Comment