Mitokondria,
kondriosom (bahasa Inggris: chondriosome, mitochondrion,
plural:mitochondria) adalah organel tempat berlangsungnya fungsi
respirasi sel makhluk hidup, selain fungsi selular lain, seperti
metabolisme asam lemak, biosintesis pirimidin, homeostasis kalsium,
transduksi sinyal selular dan penghasil energi[1] berupa adenosina
trifosfat pada lintasan katabolisme.
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.
Terdapat
hipotesis bahwa mitokondria merupakan organel hasil evolusi dari sel
α-proteobacteria prokariota yang ber-endosimbiosis dengan sel
eukariota.[2] Hipotesis ini didukung oleh beberapa fakta antara lain,
adanya DNA di dalam mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria
merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya, beberapa kemiripan
antara mitokondria dan bakteri, baik ukuran maupun cara reproduksi
dengan membelah diri, juga struktur DNA yang berbentuk lingkaran.
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[3].
Secara
garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur
yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs
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[3].
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 [4]. 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)[5].
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[6].
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar