Fungsi Sel Mitokondria

ASTALOG.COM – Istilah mitokondria diambil dari kata bahasa Inggris, yaitu Chondriosome atau mitochondrion yang artinya adalah merupakan suatu organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel pada makhluk hidup baik hewan maupun tumbuhan, selain memiliki fungsi selular lain seperti metabolisme asam lemak, biosintesis pirimidina, homeostasis kalsium, transduksi sinyal selular dan penghasil energi berupa adenosina trifosfat pada lintasan katabolisme.

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 eukariota. Hal ini karena mitokondria merupakan organel hasil evolusi dari sel α-proteobacteria prokariota yang ber-endosimbiosis dengan sel eukariota. Hipotesis ini juga 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.

Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga melakukan pemecahan. 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.

Struktur Umum Mitokondria

 

Struktur mitokondria terdiri dari 4 bagian utama, yaitu:

1. 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.
2. Membran dalam merupakan merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks yang 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.
3. Ruang antar membran merupakan ruang yang terletak di antara membran luar dan membran dalam yang 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.
4. Matriks mengandung:
   • molekul DNA yang bertanggung jawab untuk respirasi sel
   • enzim yang bertanggung jawab untuk reaksi siklus asam sitrat
   • gas-gas terlarut, seperti oksigen, karbon dioksida)
   • intermediet didaur ulang yang berfungsi sebagai angkutan energi
   • air

Fungsi Sel Mitokondria

Sebagaimana telah disebutkan di atas bahwa salah satu fungsi utama dalam mitokondria sel adalah respirasi selular yang merupakan suatu proses kimia dalam melepaskan energi yang tersimpan pada glukosa. Energi yang digunakan dalam pemecahan glukosa disediakan oleh molekul ATP. Dan molekul ATP diproduksi oleh sel ini organel. Seluruh proses respirasi selular aerobik terdiri dari 3 langkah proses, yaitu:

1. Glikolisis artinya proses memisahkan gula. Sebagaimana diketahui bahwa glukosa adalah gula 6 karbon. Enzim-enzim dalam matriks sitoplasma memulai glikolisis dimana molekul glukosa dioksidasi menjadi 2 molekul gula 3 karbon. Produk glikolisis adalah 2 molekul ATP, 2 molekul asam piruvat, dan 2 NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide), yaitu molekul yang membawa elektron.
2. Siklus asam sitrat dikenal juga sebagai Siklus Krebs, dimana 3 molekul karbon yang telah diproduksi sebagai hasil dari glikolisis diubah menjadi senyawa asetil. Namun, reaksi perantara dari proses ini menghasilkan molekul ATP energi dan NAD dan FAD (flavin adenin dinukleotida) molekul juga. NAD dan molekul FAD yang jauh berkurang dalam siklus Kerb untuk elektron energi tinggi.
3. Transportasi elektron merupakan fase terakhir dari respirasi selular dimana rantai transpor elektron didasari dari serangkaian pembawa elektron yang dihasilkan dalam membran mitokondria yang berasal dari siklus Krebs. Molekul-molekul ATP selanjutnya dihasilkan oleh reaksi kimia dari molekul pembawa elektron. Sebuah sel eukariotik menghasilkan sekitar 36 molekul ATP setelah respirasi selular.