[Jawaban] Fungsi Mitokondria dan Struktur: Sel Hewan dan Tumbuhan

Fungsi mitokondria dan struktur mitokondria | Dalam artikel ini, saya akan mengulas tentang pengertian mitokondria, struktur mitokondria, fungsi mitokondria pada sel hewan dan sel tumbuhan. Mari simak dengan baik.

Pengertian Mitokondria

Sebelum terlalu jauh membahas organel sel yang satu ini, mari kita ketahui dulu apa itu mitokondria. Mitokondria adalah organel sel yang ada pada sel hewan dan sel tumbuhan lebih tepatnya ada pada semua sel eukariotik kecuali cuman satu jenis sel yaitu Monocercomonoides yang diketahui betul betul tidak memiliki mitokondria.

Secara etimologi, pengertian mitokondria berasal dari bahasa Yunani yaitu mitos berarti “thread / ulir” dan chondrion berarti “granula”. Artinya, mitokondria berdasarkan pengamatan terhadap sel hewan ataupun sel tumbuhan berbentuk seperti granula berulir. Hal tersebut benar. Saya akan jelaskan lebih jauh nanti pada struktur mitokondria.

Pengertian mitokondria adalah organel sel yang berulir dan memiliki membran ganda serta krista dan berfungsi untuk menghasilkan ATP melalui respirasi dan katabolisme glukosa.

Pengertian mitokondria diatas sudah mencakup bentuk mitokondria dan juga struktur mitokondria dan fungsi utama mitokondria.

Asal dan Evolusi Mitokondria

Berdasarkan hasil riste Lynn Margulis, beliau mengajukan teori Endosimbiosis. Beliau berasumsi bawa mitokondria yang ada pada sel eukariotik merupakan bakteri yang berhasil hidup ketika terjadi endositosis oleh sel lain sehingga menjadi satu dengan sitoplasma sel tersebut.

Hubungan endosimbiosis sel bakteri dan sel lainnya tersebut diduga terjadi sekitar 1,7 hingga 2 milyar tahun silam. Hal tersebut terbukti dengan ditemukannya sel sel purba yang memiliki mitokondria vestigial seperti microsporidians, metamondas, dan archamoebae.

Selain itu, bukti kedua yang sangat sulit dibantahkan adalah adanya kesamaan DNA. DNA yang terdapat pada bakteri berbentuk cincin yang memiliki kesamaan dengan bentuk dengan DNA mitokondria yaitu kromosom sirkular (circular chromosome). Bahkan ribosom 70S yang terdapat pada mitokondria eukariot dan ribosom bakteri.

Struktur Mitokondria

Kali ini kita masuk ke inti pembahasan yaitu struktur mitokondria. Sebelumnya telah dijelaskan pada pengertian mitokondria bahwa organel sel mitokondria mempunyai membran ganda dan berbentuk ulir akibat adanya krista. Kali ini saya akan paparkan lebih detail lagi.

Struktur mitokondria pada dasarnya tersusun atas 5 bagian utama yaitu:

1. Membran Luar mitokondria
2. Ruang antar membran mitokondria
3. Membran dalam mitokondria
4. Daerah Krista
5. Matriks Mitokondria

Membran Luar

Membran luar mitokondria merupakan pembungkus terluar organel sel ini. Ketebalan membran luar mitokondria sekitar 60 hingga 75 angstroms (A). Pada dasarnya, membran luar mitokondria penyusun dan bentuknya sama dengan membran sel yaitu tersusun atas fosfolipid protein dan dengan rasio yang sama yaitu 1:1.

Pada membran luar ini, terdapat banyak protein membran integral yang disebut porin. Protein ini merupakan pori pori yang bergantung pada tegangan anion yang disebut VDAC (Voltage-dependent anion channel). VDAC inilah yang bertanggung jawab terhadap transportasi nukleotida, ion dan hasil metabolisme antara sitosol dan ruang antar membran mitokondria.

Protein yang cukup besar pada sitoplasma dapat masuk kedalam mitokondria melalui membran luar apabila protein besar pada daerah N-terminus nya berikatan dengan protein translocase.

Enzim Membran Luar

Pada membran luar mitokondria juga terdapat beberapa enzim yang berfungsi dalam pemanjangan rantai asam lemak, oksidasi epinefrin dan juga degradasi triptofan. Enzim enzim tersebut adalah:

1. monoamine oxidase
2. rotenone-insensitive NADH-cytochrome c-reductase,
3. kynurenine hydroxylase
4. Asam lemak Co-A ligase

Penelitian Tentang Membran Luar

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa adanya gangguan pada membran luar mitokondria dapat menyebabkan protein seperti sitokrom c untuk terlepas dari ruang antar membran sel dan menuju sitosol yang dapat menyebabkan terjadinya kematian sel (apoptosis).

Penelitian terbaru juga menemukan bahwa tepat diluar membran luar mitokondria terdapat molekul kecil yang disebut subunit parson yang berdiameter 60 Angstrom.

Mitoplas, mitokondria tanpa membran luar

Dalam laboratorium, ketika membran luar mitokondria diberi digitonin ataupun lubrol, membran luar akan hilang. Mitokondria yang kehilangan membran luarnya disebut mitoplas.

Ruang Antar Membran (Intermembran Space)

Ruang antarmembran pada mitokondria merupakan ruang yang berada diantara membran luar dan membran dalam. Ruang ini sering sebut sebagai ruang perimitokondrial (perimitochondrial space).

Keunikan dari ruang antarmembran adalah memiliki kandungan ion dan gula yang sama dengan pada sitosol (cairan sel sitoplasma). Dalam ruang antarmembran ini juga terdapat protein unik yaitu sitokrom c (cytochrome c) yang memiliki banyak fungsi,salah satunya sebagai pembawa elektron dalam transport elektron serta apoptosis (kematian sel)

Membran Dalam

Membran dalam mitokondria mengandung protein yang berfungsi sebagai

Fungsi membran dalam Mitokondria

1. Reaksi redoks pada fosforilasi oksidatif
2. ATP synthase, yang menghasilkan ATP
3. Protein transport yang spesifik untuk mengatur masuk keluarnya zat ke matriks mitokondria
4. Protein yang berperan untuk membawa masuk zat zat
5. Penggabungan mitokondria dan pembelahan mitokondria

Kandungan dan Penyusun Membran dalam

Membran dalam mitokondria mengandung 151 polipeptida yang berbeda, dan juga rasio protein : fosfolipid pada membran dalam mitokondria lebih dari 3:1 berdasarkan berat yang artinya sangat banyak protein (hal ini jelas jauh berbeda dengan rasio protein fosfolipid pada membran terluar yang hanya 1:1 berdasarkan berat).

Rasio tersebut berarti 1 protein berbanding 15 fosfolipid pada membran dalam mitokondria. Oleh karena itu peneliti mengatakan bahwa membran dalam merupakan tempat bagi 1/5 protein total yang ada di dalam mitokondria.

Selain itu, penelitian tentang membran dalam mitokondria menemukan adanya fosfolipid kardiolipin (cardiolipin) yang mengandung 4 asam lemak dan merupakan salah satu bukti pendukung teori endosimbiosis. Hal tersebut karena kardiolipin ditemukan sebagai penyusun membran pada bakteri.

Berbeda dengan membran luar, membran dalam mitokondria tidak mempunyai protein porin. Hal tersebut menyebabkan membran dalam mitokondria sangat tidak mampu ditembus oleh semua molekul yang ada. Hampir semua molekul dan ion keitka ingin masuk dan keluar dari membran dalam membutuhkan adanya penghantar yang khusus pada membran dalam.

Protein yang masuk ke dalam membran dalam akan dibawa ke matrix menggunakan kompleks translokase pada membran dalam (TIM) atau menggunakan Oxa1L (protein pembawa protein kedalam membran dalam dan matriks mitokondria uang dikode oleh gen 14q11.2 pada manusia).

Krista

Krista atau cristae pada mitokondria adalah istilah untuk perluasan dari membran dalam yang berkelok kelok seperti labirin. Kelok kelok inilah yang menjadi dasar nama mitokondria karena terlihat seperti granula yang berulir (mitokondria).

Fungsi Krista pada mitokondria

Fungsi krista berdasarkan bentuknya hanya satu, yaitu memperluas area reaksi pada membran dalam mitokondria sehingga meningkatkan produksi ATP (energi kimia).

Keadaan dan jumlah ulir pada krista bervariasi tergantung lokasi pada sel apa. Pada sel otot yang sering digunakan, krista memiliki ulir yang lebih banyak. Hal itu merupakan adaptasi terhadap kebutuhan ATP yang tinggi di bagian otot pada hewan.

Pada krista terdapat partikel partikel kecil yang disebut partikel F1 atau oxysome (oksisom).

Matriks Mitokondria

Matriks mitokondria adalah ruang yang dibungkus oleh membran dalam. Ruang tersebut termasuk juga daerah yang dilingkupi oleh krista. Dikatakan matriks karena berisikan banyak zat zat yang berbeda beda. Zat zat tersebut seperti protein, enzim, ribosom mitokondria, tRNA dan beberapa genom DNA mitokondria.

Matriks mitokondria mengandung enzim enzim yang berfungsi untuk oksidasi piruvat dan asam lemak serta enzim enzim yang berfungsi dalam siklus asam sitrat atau siklus krebs pada sel hewan dan sel tumbuhan.’

DNA yang terdapat dalam matriks mitokondria membentuk nukleoid oleh protein TFAM. Apa itu TFAM, silahkan dicari di google.

Mitokondria pada sel hewan dan sel tumbuhan dan hampir semua sel eukariotik diketahui memiliki kemampuan untuk membuat materi genetik nya sendiri baik itu DNA maupun RNA mitokondria serta protein.

Fungsi Matriks Mitokondria

Fungsi dari matriks pada mitokondria adalah sebagai tempat terjadinya oksidasi piruvat dan asam lemak. Matriks mitokondria pada sel hewan dan sel tumbuhan juga berfungsi sebagai tempat terjadinya siklus krebs yang menghasilan 3 NADH, 1 FADH2 dan 1 GTP. Penjelasan lebih jauh tentang siklus krebs akan saya tuliskan dikemudian hari.

Dapat dikatakan bahwa fungsi mitokondria yang utama terjadi di matriks ini.

Fungsi Mitokondria Pada Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Kita masuk kebagian inti kedua dari materi ini yaitu fungsi mitokondria pada sel hewan dan sel tumbuhan. Kita telah mengetahui berdasarkan penjelasan struktur dan pengertian diatas, bahwa fungsi dari mitokondria adalah sebagai penghasil energi kimia yaitu ATP.

Untuk penjelasan lebih detai dan lebih mendalam lagi tentang fungsi mitokondria pada sel hewan dan sel tumbuhan saya akan jelaskan dibawah ini.

Fungsi Mitokondria pada Sel Hewan

Berikut beberapa fungsi mitokondria pada sel hewan dan manusia, silahkan disimak dengan baik

1. Berfungsi untuk menghasilkan energi kimia ATP melalui serangkain proses panjang termasuk di dalamnya siklus krebs dan transport elektron.
2. Menghasilkan NADH yang merupakan hasil dari siklus Krebs.
3. Menghasilkan panas pada tubuh hewan ataupun manusia akibat adanya proton yang terlepas tanpa membentuk ATP ketika sintesis ATP. Hal ini sering terjadi pada sel sel adiposa coklat. Sel dan jaringan adiposa coklat tersebut jumlahnya banyak ketika bayi baru lahir dan berkurang seiring dengan umur.
4. Menyimpan ion ion kalsium melalui jalur transportasi khusus pada Retikulum Endoplasma (Baca tentang MAM di google).
5. Oksidasi asam lemak menjadi glukosa
6. Membantu dalam regulasi potensial membran
7. Apoptosis atau kematian sel terkendali
8. Memberikan sinyal kalsium.
9. Sintesis steroid
10. Berfungsi dalam meningkatkan respons sel terhadap perubahan hormonal sel hewan dan tubuh hewan.

Pada bagian tubuh hewan tertentu, organel sel mitokondria mempunyai fungsi khusus. Contoh, sel sel hati pada hewan mengandung enzim berfungsi dalam proses detoksifikasi amonia.

Fungsi Mitokondria pada Sel tumbuhan

Pada dasarnya bentuk dan struktur mitokondria pada sel hewan sama saja dengan sel tumbuhan. Walaupun memang ditemukan adanya beberapa perbedaan minor seperti:

1. mitokondria sel tumbuhan mempunyai pereduksi eksternal NADH hidrogenase yang mengoksidasi NADH secara eksogen, sedangkan sel hewan tidak ada.
2. Mitokondria sel tumbuhan tidak sensitif terhadap hambatan sianida. Dimana sel hewan sangat sensitif terhadap hambatan sianida (sianida beracun bagi sel hewan).
3. Jalur beta-oksidasi asam lemak pada sel tumbuhan dilakukan di glioksisom sedangkan pada sel hewan terjadi pada mitokondria

Penjelasan tentang perbedaan mitokondria sel hewan dan seltumbuhan diatas dapat kalian baca pada buku online yang sangat berguna seputar sel tumbuhan dan struktur serta penyusunnya. Sangat bermanfaat. Baca disini

Sebelum masuk ke fungsi mitokondria pada sel tumbuhan, perlu saya ingatkan kembali bahwa mitokondria bukanlah penghasil makanan, hanya penghasil energi. Sedangkan kloroplas pada sel tumbuhan mampu menghasilkan makanan dan energi ATP dengan melakukan fotosintesis (reaksi gelap dan reaksi terang).

Berikut fungsi mitokondria pada sel tumbuhan

1. Berfungsi sebagai penghasil energi ATP utama, selain kloroplas.
2. Berfungsi dalam respirasi sel utamanya dalam keadaan terang, dan dalam keadaan gelap pada kondisi tertentu.
3. Berfungsi dalam mengoptimalkan fotosintesis yang efisien dan efektif pada sel tumbuhan dengan menyediakan ATP apabila kloroplas mengalami kekurangan ATP dalam melaksanakan reaksi reaksinya (terbukti memang sering kekurangan ATP).
4. Berfungsi dalam mengurangi rasio NADPH:NADP pada kloroplas yang dapat mengurangi efisiensi fotosintesis. Rasio yang terlalu tinggi dapat menyebabkan fotoinhibisi. Pengurangan tersebut dapat berupa perubahan menjadi ATP, ataupun mengubahnya menjadi panas di dalam mitokondria.
5. Berfungsi dalam menjaga suhu kloroplas agar tidak terjadi fotoinhibisi dalam suhu rendah dengan menghasilkan panas dengan mengolah kelebihan rasio NADPH:NADP.
6. Menyediakan CO2 ketika terjadi kekurangan CO2 pada kloroplas akibat tumbuhan tenggelam ataupun hal lainnya.
7. Menyediakan kerangka karbon (carbon skeleton) dalam bentuk sitrat (yang kemudian diubah menjadi 2-OG oleh sitosol) bagi kloroplas untuk proses asimilasi nitrogen.
8. Menjaga gradien proton tilakoid agar tetap stabil dengan menyuplai ATP kepada kloroplas.
9. Dalam kondisi tertentu, mitokondria dapat menjadi terjadinya fotosintesis pada sel tumbuhan, walaupun tidak menghasilkan hasil (net gain) bagi sel tumbuhan.
10. Fungsi menjalankan fotosintesis tanpa adanya asupan cahaya ataupun karbon dari luar ini penting untuk mencegah terjadinya bleaching kloroplas atau hilangnya pigmen hijau pada kloroplas yang dapat menyebabkan tumbuhan lama kelamaan mati.

Artikel dan materi tentang fungsi mitokondria pada sel tumbuhan diatas dan hubungan serta interaksi mitokondria dan kloroplas pada sel tumbuhan dalam kondisi terang dan gelap dapat anda baca pada file pdf pada di link dibawah ini

Penjelasan Mengenai Fungsi Mitokondria Sel Tumbuhan Yang lain

Fungsi lain mitokondria sel tumbuhan sama saja dengan sel hewan. Hanya pada mitokondria sel tumbuhan memiliki fungsi yang lebih banyak dikarenakan kehadiran kloroplas dan ketika mampuannya untuk membakar energi berlebih untuk bergerak dan kerja kerja sel hewan lainnya.

Atas kehadiran dua organel ini, mitokondria dan kloroplas inilah yang mengakibatkan tumbuhan (sel tumbuhan) menjadi produsen utama dalam kehidupan kita di Bumi (planet C 59). Mari bersyukur pada Allah SWT yang telah menciptakan dua organel yang super duper banyak fungsinya ini dan super banget penting fungsinya untuk kelangsungan hidup semua makhluk yang ada di Bumi.

Demikianlah artikel tentang mitokondria yang menurut saya cukup untuk membuka kepala anda tentang keindahan organel sel yang satu ini. Semoga bermanfaat. Semangat belajar karena belajar itu mudah. LEARN is EASY.

Pertanyaan Fungsi Mitokondria dan Struktur