Mengenal Struktur dan Fungsi Mitokondria

Ilustrasi mitokondria

Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup. Di dalam sel terdapat organel-organel, di antaranya adalah reticulum endoplasma, vakuola, ribosom, badan golgi, sentriol, lisosom, peroksisom, dan mitokondria. Nah, pada uraian kali ini akan dibahas singkat mengenai salah satu organel sel, yaitu Mitokondria.

Mitokondria adalah organel sel yang bertanggung jawab untuk produksi energi. Hal ini juga dikenal sebagai pembangkit tenaga listrik sel. Mitokondria adalah organel sel karakteristik untuk organisme eukariotik. Ukurannya berkisar dari 0,5 sampai 10 mikrometer.

Sebuah mitokondria terdiri dari bagian seperti membran luar, membran dalam, ruang intermembrane, matriks dan mitokondria terkait membran ER. Membran luar dan dalam dari mitokondria yang terbentuk dari protein dan fosfolipid bilayers. Matriks mitokondria terbentuk enzim yang berbeda dan memiliki berbagai fungsi penting.

Mitokondria terdapat pada seluruh sel eukariotik. Dalam sel biasanya terdapat banyak mitokondria. Namun, jumlah dan bentuk mitokondria berbeda untuk setiap sel. Bentuk mitokondria bersifat plastis, atau mudah berubah-ubah, sehingga bentuknya cenderung beraneka macam. Ada yang berbentuk oval, bulat, silindris, ada juga yang tidak beraturan. Walaupun demikian, secara umum mitokondria berbentuk benang atau butiran.

Karena ukurannya yang sangat kecil, sebagian besar mitokondria tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Mitokondria yang berbentuk oval memiliki panjang sampai 7 µm dan berdiameter 0.5 sampai 1 µm. Dengan ukuran sekecil ini, mitokondria bisa dilihat melalui mikroskop elektron. Mitokondria baru dihasilkan dari perkembangan dan pembelahan dari mitokondria yang sudah ada sebelumnya.

Matrix Mitokondria

Sebuah mitokondria terbentuk dari bagian yang berbeda dan matriks adalah salah satu dari mereka, melainkan tertutup dalam membran mitokondria bagian dalam. Matriks mitokondria mengandung enzim terutama larut. Komponen lain dari matriks ini adalah ribosom dan DNA.

Isi dari matriks mitokondria yang kental di alam. Ini tidak seperti sitoplasma sel yang menggabungkan isi dalam keadaan cair. Dari total protein mitokondria, 60-70% hadir dalam matriks.

Struktur Mitokondria

Ada empat bagian utama dalam struktur mitokondria. Keempat bagian itu adalah membran luar, membran dalam, ruang antarmembran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam, serta matriks yang terdapat di bagian dalam membran. Keempat bagian tersebut mengandung bermacam enzim.

Membran luar tersusun dari lipid dan protein. Membran ini bersifat permeabel akibat kandungan protein porin yang dimilikinya, sehingga molekul-molekul kecil dapat menembus membran ini. Enzim yang ada dalam membran luar ini terlibat dalam proses biosintesis lipid. Enzim lainnya juga berperan dalam proses pengankutan lipid ke matriks.

Membran dalam sifatnya kurang permeabel jika dibandingkan dengan membran luar dan tersusun atas 80% protein dan 20% lipid. Protein yang terkandung dalam membran ini terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif. Selain itu, membran ini juga mengandung ATP sintase yang berperan dalam membentuk ATP pada matriks serta mengandung protein transpor yang berfungsi mengatur masuk dan keluarnya metabolit.

Membran dalam bentuknya berlipat-lipat dan masuk ke dalam matriks, sehingga mempunyai permukaan yang lebih luas. Lipatan-lipatan tersebut disebut Krista. Bentuk Krista sangat bervariasi, demikian pula jumlahnya.

Ruang antarmembran adalah tempat di mana terjadi reaksi-reaksi vital bagi sel. Sedangkan di dalam matriks terdapat materi genetik (DNA mitkondria), ADP, ATP, fosfat inorganik serta ion-ion magnesium, kalium, dan kalsium. Matriks mengandung enzim-enzim siklus Kreb, garam dan air, DNA sirkuler dan ribosom.

Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah menjadi sumber energi sel yang memproduksi energi dalam bentuk ATP. Oleh karena itu, mitokondria banyak terdapat dalam sel yang mempunyai aktivitas metabolisme yang cukup tinggi dan memerlukan ATP dalam jumlah banyak, seperti sel otot jantung.

Matriks rumah ratusan enzim terkonsentrasi mitokondria. Suksinil koenzim sintetase adalah salah satu dari banyak enzim hadir dalam matriks mitokondria. Enzim ini berperan sebagai katalisator dalam proses konversi suksinil-CoA untuk suksinat.

Salah satu fungsi penting yang dilakukan oleh enzim dalam matriks adalah bahwa oksidasi lemak dan karbohidrat dalam siklus Krebs. Fungsi matriks mitokondria adalah bahwa, ia bertindak sebagai sebuah situs untuk reaksi penting dan proses yang menghasilkan energi untuk sel.

Ini adalah situs untuk Krebs siklus dan sintesis ATP. Penjelasan singkat dari ATP sintesis dan Krebs siklus disajikan di bawah ini. Rincian tentang rantai transpor elektron (proses intermediate) juga harus membuktikan berguna dalam memahami dua proses.

Situs untuk Krebs Cycle

Hal ini juga disebut sebagai siklus asam sitrat dan memegang sangat penting dari sudut oksidasi karbohidrat dan lemak. Ini oksidasi lemak dan karbohidrat menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk fungsi tubuh. Matriks mitokondria adalah situs di mana siklus asam sitrat berlangsung. Oksigen digunakan sebagai bahan baku untuk proses ini.

Rantai Transport Elektron

Transfer elektron ke rantai transpor elektron bertanggung jawab untuk produksi energi. Membran dalam mitokondria dari adalah situs dari rantai ini. Transpor elektron rantai (ETC) transfer elektron dari dinukleotida adenin Nicotinamide (NADH) ke oksigen. Proses transpor elektron melintasi membran dalam mitokondria dari hasil menjadi gradien proton elektrokimia. Ini gradien proton bertanggung jawab untuk sintesis ATP. Proses sintesis ATP dijelaskan dalam ayat berikutnya.

ATP Sintesis

Sintesis ATP (adenosin trifosfat) adalah fungsi mitokondria yang penting. Produk yang diperoleh dari siklus Krebs, asam amino oksidasi dan oksidasi asam lemak yang digunakan dalam sintesis ATP. Gradien proton yang diciptakan oleh rantai transpor elektron mendorong proses pembentukan ATP dalam matriks mitokondria.

Situs untuk Siklus Urea

Ini adalah reaksi kimia di mana urea yaitu ((NH2) 2CO) yang dihasilkan dari NH3 amonia yaitu. Proses siklus urea berlangsung dalam 5 langkah. Dari 5 langkah total, 3 berlangsung dalam matriks mitokondria.

Mitokondria adalah salah satu organel sel yang paling penting, karena fungsinya dari produksi energi. Tanpa mitokondria dan matriks, itu tidak mungkin untuk mendukung fungsi tubuh kita. Semua enzim dan unsur-unsur lain dari matriks mitokondria dijelaskan di atas diperlukan untuk kelancaran fungsi dari proses ini organel sel.

Memprogram Cell Mati

Fungsi penting dicatat adalah peran mitokondria dalam apoptosis, atau sel mati terprogram. Hal ini dilakukan oleh organisme dalam tahap perkembangan ketika ada sel-sel yang tidak diinginkan yang perlu dihancurkan - misalnya inilah yang memungkinkan apoptosis angka tangan untuk memisahkan ke jari selama perkembangan janin.

Hal ini juga dilakukan pada saat tubuh mendeteksi infeksi, atau sebagai respon sistem kekebalan tubuh terhadap bakteri atau penyakit. Karena oksigen diperlukan untuk produksi ATP, dalam kondisi di mana tubuh memerangi penyakit, konsumsi oksigen meningkat, sebagai akibat dari mana reaksi mitokondria tertentu menyebabkan produksi radikal bebas.

Radikal bebas, lebih dari kemampuan mitokondria untuk detoksifikasi sel, menyebabkan kerusakan pada mitokondria. Kematian sel abnormal akibat kerusakan dapat menimbulkan kondisi medis atau mengganggu fungsi organ. Fungsi mitokondria juga meliputi:

• Bangunan, kerusakan dan daur ulang produk yang dibutuhkan bagi sel untuk berfungsi secara normal
• Pembentukan bagian dari darah dan hormon seperti estrogen dan testosteron
• Sintesis steroid
• Peraturan potensi membran
• Pemantauan diferensiasi sel, pertumbuhan dan perkembangan