Kemana kau akan melangkah?

Mitokondria


Mitokondria merupakan salah satu bagian sel yang paling penting karena energi dalam bentuk ATP (Adenosine Tri-Phosphate) dihasilkan. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat ruangan yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.
Mitokondria didukung oleh hipotesis endosimbiosis yang mengatakan bahwa pada tahap awal evolusi sel eukariot bersimbiosis dengan prokariot (bakteri). Kemudian keduanya mengembangkan hubungan simbiosis dan membentuk organel sel yang pertama. DNA pada mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya. Hipotesis ini ditunjang oleh beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri. Ukuran mitokondria menyerupai ukuran bakteri, dan keduanya bereproduksi dengan cara membelah diri menjadi dua. Hal yang utama adalah keduanya memiliki DNA berbentuk lingkar. Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan RNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariot.

Pengertian Mitokondria
Mitokondria adalah bagian sel yang berfungsi sebagai tempat respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah “pembangkit tenaga” bagi sel.
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung.
Struktur Mitokondria
Struktur mitokondria terdiri dari dua lapis membran, yaitu membran luar dan membran dalam. Membran luar merupakan batas halus yang tidak terputus-putus. Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. 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 Asetil KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Membran dalam berulang-ulang diperluas menjadi lipatan-lipatan (berlekuk-lekuk) masuk ke dalam ruangan mitokdria yang dinamakan krista. Lekukan-lekukan tersebut berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan. 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 sintesa yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam. Bagian yang melakukan kegiatan respirasi terdapat pada matriks dan krista dari mitokondria tersebut.
Membran pada mitokondria mengandung fosfolipid dan protein. Beberapa proteinnya sebagian besar bersifat instrinsik yang artinya terbenam pada dua lapis lipid.
Ruang antar membran yang terletak diantara 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 mitokondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium.
Sel yang mempunyai banyak mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot. Keberadaan mitokondria didukung oleh hipotesis endosimbiosis yang mengatakan bahwa pada tahap awal evolusi sel eukariot bersimbiosis dengan prokariot (bakteri). Kemudian keduanya mengembangkan hubungan simbiosis dan membentuk organel sel yang pertama. Adanya DNA pada mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya. Hipotesis ini ditunjang oleh beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri. Ukuran mitokondria menyerupai ukuran bakteri, dan keduanya bereproduksi dengan cara membelah diri menjadi dua. Hal yang utama adalah keduanya memiliki DNA berbentuk lingkar. Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariot.
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.
Siklus Krebs juga disebut citric acid cycle berfungsi untuk mendapatkan sebanyak-banyaknya elektron dari makanan yang dimakan. Elektron ini (dalam bentuk ion hidrogen) digunakan untuk mengendalikan pompa yang menghasilkan ATP. Energi yang dibawa ATP selanjutnya digunakan untuk semua macam fungsi selular seperti pergerakan, transport, keluar dan masuknya produk, pembelahan, dan lain-lain.
Untuk melakukan siklus Krebs, beberapa molekul penting diperlukan. Pertama, diperlukan piruvat yang dibuat melalui glikolisis dari glukosa. Kemudian diperlukan molekul untuk elektron. Terdapat dua tipe molekul yaitu nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) dan flavin adenine dinucleotide (FAD+). Molekul ketiga yang diperlukan adalah oksigen.
Piruvat adalah molekul dengan 3 karbon. Setelah memasuki mitokondria, piruvat dipecah menjadi molekul dengan 2 karbon oleh enzim khusus. Reaksi ini melepaskan karbon dioksida. Molekul dengan 2 karbon disebut Acetyl CoA dan molekul ini memasuki siklus Krebs dengan cara bergabung dengan molekul 4 karbon yang disebut oxaloacetate. Ketika dua molekul ini bergabung, menghasilkan molekul 6 karbon yang disebut citric acid (2 karbon + 4 karbon = 6 karbon). Hal inilah yang menyebabkan siklus Krebs juga disebut siklus Citric acid. Citric acid kemudian dipecah dan dimodifikasi, dan melepaskan ion hidrogen dan molekul karbon. Molekul karbon digunakan untuk membuat karbon dioksida dan ion hidrogen ditangkap oleh NAD dan FAD. Proses ini kembali menghasilkan oxaloacetate.

Bentuk dan Ukuran Mitokondria
Mitokondria berbentuk bulat atau lonjong yang tersebar dalam sitoplasma dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel.
Fungsi Mitokondria
Fungsi mitokondria adalah untuk oksidasi sel (tempat respirasi dan mensintesis ATP). Mitokondria berperan untuk mengubah energi potensial dalam bahan makanan menjadi energi potensial yang disimpan di dalam ATP. Energi dari ATP itu digunakan oleh sel untuk melakukan berbagai kegiatan. Oleh karena itu, mitokondria banyak dijumpai pada sel-sel yang aktif, contohnya pada sel saraf, sel otak, dan sel-sel sekretoria.
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 ].
DNA Mitokondria
Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal sebagai mtDNA (mitochondrial DNA). MtDNA sirkular, dan tidak terlindungi membran (prokariotik). Karena memiliki ciri seperti DNA bakteri, berkembang teori yang cukup luas dianut, yang menyatakan bahwa mitokondria merupakan makhluk hidup independen yang kemudian bersimbiosis dengan organisme eukariotik. Teori ini dikenal dengan teori endosimbion. Pada makhluk tingkat tinggi, DNA mitokondria yang diturunkan kepada anaknya hanya berasal dari betinanya saja (mitokondria sel telur). Mitokondria jantan tidak ikut masuk ke dalam sel telur karena letaknya yang berada di ekor sperma. Ekor sperma tidak ikut masuk ke dalam sel telur sehingga DNA mitokondria jantan tidak diturunkan.
Proses Respirasi
Glikolisis adalah suatu produksi asam piruvat yang berasal dari glukosa. Enzim yang diperlukan untuk glikolisis terdapat di dalam sitosol. Dalam situasi tanpa O2 (anaerob) maka asam piruvat di fermentasi membentuk suatu produk, contohnya asam laktat, etanol, dan karbon dioksida (CO2). Jika menggunakan O2 (anaerob) maka asam piruvat masuk kedalam mitokondria dan asam piruvat itu akan dioksidasi oleh enzim-enzim pada siklus asam sitrat yang menghasilkan CO2 dan H2O.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s