Mitokondria: Sifat, Struktur, Serta Fungsi

Mitokondria merupakan organel sel berbentuk pita yang mengonsumsi oksigen dan sangat penting, mengambang bebas di seluruh sel. Mereka dikenal sebagai “pusat kekuatan sel” karena organel ini memasok semua energi biologis yang dibutuhkan sel dengan mengoksidasi substrat yang tersedia.

Energi dilepaskan saat senyawa kimia dalam mitokondria dioksidasi enzimatik. Oksidasi enzimatik senyawa kimia dalam mitokondria melepaskan energi. Karena mitokondria bertindak sebagai pembangkit tenaga, mereka banyak ditemukan pada tempat-tempat di mana energi sungguh-sungguh dibutuhkan seperti ekor sperma, sel otot, sel hati (hingga 1600 mitokondria), mikrovili, oosit (lebih dari 300.000 mitokondria), dll. Umumnya, terdapat sekitar 2000 mitokondria per sel, yang mewakili sekitar 25% volume sel.

Pada tahun 1890, Richard Altmann mendeskripsikan mitokondria dan menyebutnya bioblast. Dan pada tahun 1897, istilah “mitokondria” diciptakan.

Mitokondria merupakan organel sel yang berstruktur filamen dan bergranula. Zat ini terdapat pada tumbuhan tingkat tinggi seperti hewan, dan beberapa mikroorganisme. Akan tetapi zat ini tidak terdapat pada bakteri, tetapi terdapat pada alga, protozoa, dan jamur. Mitokondria memiliki struktur lipoprotein untuk melakukan metabolisme energi. Terdiri dari berbagai enzim dan koenzim. Mitokondria juga terdiri dari ribosom spesifik dan DNA, yang dimana ribosom terlibat dalam sintesis protein, dan DNA spesifik terlibat dalam pewarisan sitoplasma.

Mitokondria pertama kali diamati pada tahun 1850 oleh Kolliker. Struktur granular diamati pada otot lurik, Kemudian pada tahun 1888, ia mengisolasinya dari otot serangga. Pada tahun 1882, Flemming memberi nama fila. Mitokondria pada awalnya diberi banyak nama-nama yang berbeda, seperti Granula fuchsinofilik, badan parabasal, plasmosom, plastosom, fila, vermikula, bioblastik dan kondrosom.

Struktur Mitokondria

Mitokondria merupakan organel yang memiliki struktur membran ganda dan dapat bergerak. Mitokondria memiliki empat domain yang berbeda: matriks, ruang antarmembran, membran luar, dan membran dalam. Diameternya berkisar antara 0,5 dan 1,0 mikrometer.

Ruang antarmembran terletak di antara membran dalam dan luar organel dan terdiri dari dua membran: membran luar yang halus dan membran mitokondria bagian dalam yang berlipat-lipat atau berbentuk tabung, yang memiliki permukaan besar dan membungkus ruang matriks. Jumlah dan bentuk mitokondria, serta jumlah krista yang dimilikinya, dapat sangat berbeda dari satu jenis sel ke jenis sel lainnya. Jaringan dengan metabolisme oksidatif intensif misalnya otot jantung memiliki mitokondria dengan jumlah krista yang sangat besar. Bahkan dalam satu jenis jaringan, bentuk mitokondria dapat bervariasi tergantung pada status fungsionalnya.

Mitokondria terdiri dari ruang mitokondria dan membran mitokondria, yang masing-masing mengandung banyak protein.

1. Membran mitokondria

Terbagi menjadi 2 bagian membran, yaitu:

a. Membran bagian luar

Merupakan selaput yang halus yang terdiri dari 60% protein dan 40% lipid. ia bersifat permeabel Karena adanya pori-pori atau porin.

b. Membran bagian dalam

Membran permeabel selektif terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Karena membrannya terlipat ke dalam dan terdapat krista maka disebut membran kasar. Krista merupakan tonjolan yang banyak dan menyerupai jari. Krista memiliki partikel seperti raket tenis dan sebelumnya partikel ini dikenal sebagai subunit membran dalam, partikel F0–F1, partikel elementer, atau oksisom.

Pada tahun 1963, Parons menyebut partikel transpor elektron (ETP). Dalam setiap mitokondria terdapat sekitar 104-105 partikel . Pangkal, tangkai, dan kepala terdapat pada setiap partikel elementer. Basis dan kepala juga disebut partikel F0 dan F1 . Tangkai berfungsi sebagai penghubung antara pangkal dengan kepala, sedangkan basisnya terbuat dari protein hidrofobik dan tertanam dalam molekul lipid membran.

Kepala terdiri dari lima jenis polipeptida. ATPase atau ATP sintetase adalah enzim yang ada di dalamnya. ADP membantu pembentukan ATP. Demikian pula, fosfat anorganik juga terbentuk. Hal ini terjadi karena fosforilasi oksidatif. Tangkai juga terdiri dari faktor penggandeng yang menghubungkan rantai pernapasan dengan partikel elementer.

2. Ruang Mitokondria

Terdiri dari 2 ruang yaitu ruang luar dan ruang dalam.

a. Ruang luar (ruang peri-mitokondria)

Ruang peri-mitokondria terletak di antara membran mitokondria luar dan dalam. Beberapa enzim tersedia dalam cairan di dalamnya.

b. Ruang dalam

Terdapat di bagian dalam membran bagian dalam. Matriks semi-fluida hadir di dalamnya yang terdiri dari:

• Air
• Mineral
• Partikel protein
• Ribosom tahun 70an
• RNA
• DNA Sirkular
• Enzim

Matriks Mitokondria

• Matriks mitokondria yang merupakan area cair (koloid) yang dikelilingi oleh membran bagian dalam, mengandung enzim terlarut dari siklus krebs yang mengoksidasi asetil-CoA secara menyeluruh untuk menghasilkan CO2, H2O, dan ion hidrogen. Ion hidrogen mereduksi molekul NAD dan FAD, yang keduanya meneruskan ion hidrogen ke rantai respirasi atau transpor elektron tempat fosforilasi oksidatif terjadi untuk menghasilkan molekul ATP yang kaya energi.
• Mitokondria juga mengandung molekul DNA sirkuler tunggal atau ganda dan beruntai ganda yang disebut DNA mt dan juga ribosom 55S, yang disebut mitoribosom. Karena mitokondria dapat mensintesis 10 persen proteinnya dalam mesin sintesis proteinnya sendiri, maka mitokondria dianggap sebagai organel semi-otonom.

Fungsi Mitokondria

Berikut merupakan beberapa fungsi dari mitokondria:

• Mitokondria menyimpan dan melepaskan energi dalam bentuk ATP (Adenosin trifosfat). Energi ini dihasilkan dari oksidasi karbohidrat, protein, dan lemak. Energi ini selanjutnya akan digunakan dalam berbagai aktivitas metabolisme. Jadi, mitokondria dikenal sebagai pusat tenaga sel atau baterai penyimpan sel.
• Mitokondria membantu pembentukan heme hemoglobin.
• Selama respirasi seluler, mitokondria membentuk berbagai produk. Produk-produk ini digunakan untuk sintesis sitokrom, klorofil, ferredoksin, steroid, alkaloid, pirimidin, dll.
• Kalsium dapat disimpan dan dilepaskan oleh mitokondria.
• Membantu dalam pembentukan asam amino.
• Dalam matriks mitokondria, beberapa asam lemak dapat disintesis.
• Selama proses oogenesis, mereka membantu pembentukan kuning telur.
• Selama proses spermatogenesis, mereka membantu pembentukan bagian tengah sperma.
• Melalui proses pewarisan ibu, sifat-sifat ditransfer langsung oleh mitokondria dari ibu ke keturunannya.
• Mitokondria juga terdapat di dalam sel hati. Mereka membantu detoksifikasi amonia menggunakan enzimnya.
• Mitokondria merupakan tempat pembentukan panas yang dikenal sebagai termogenesis.
• Kadang-kadang dapat terjadi kematian sel yang tidak normal. Hal ini mungkin disebabkan oleh disfungsi mitokondria. Hal ini dapat memengaruhi fungsi organ.
• Ini membantu dalam pembentukan beberapa bagian hormon testosteron dan estrogen.