Mitokondria
Mitokondria merupakan organel yang tersebar dalam sitosol organism eukariot.
Struktur
Struktur umum suatu mitokondrion
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme
tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot
jantung. 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.
Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar,
membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam
membran [Cooper, 2000].
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang
sama serta mengandung protein porin 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. Luas permukaan ini
meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam
matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. 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.
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
Fungsi mitokondria
Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang
menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di
mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2¬ menjadi CO2 dan
air. 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. 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) [Wallace, 1997]
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 [Childs, 1998].
DNA mitokondria
Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal
sebagai mtDNA (Ing. mitochondrial
DNA). MtDNA berpilin ganda, sirkular, dan tidak terlindungi membran
(prokariotik). Karena memiliki ciri seperti DNA bakteri, berkembang teori yang cukup luas dianut,
yang menyatakan bahwa mitokondria dulunya 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.
0 komentar:
Posting Komentar