Pengertian, Struktur dan Fungsi Mitokondria. Mitokondria adalah organel sel dan berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel pada makhluk hidup.
Pengertian Mitokondria
Mitokondria adalah organel di mana fungsi respirasi sel hidup berlangsung, di samping fungsi seluler lainnya, seperti metabolisme asam lemak, biosintesis pirimidin, homeostasis kalsium, transduksi sinyal seluler dan produksi energi dalam bentuk adenosin trifosfat pada jalur katabolik.
Mitokondria memiliki dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran bagian dalam berupa lipatan yang sering disebut krista. Di dalam mitokondria ada ‘ruang’ yang disebut matriks, di mana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang memiliki banyak mitokondria dapat ditemukan di jantung, hati, dan otot.
Struktur Mitokondria
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 elips berdiameter 0,5 μm dan panjang 0,5 – 1,0 μm. Ada 4 bagian utama dari struktur mitokondria, terdiri dari membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terdapat pada bagian dalam membran.
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan rasio yang sama dan mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini dapat ditembus oleh molekul kecil berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar dari 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 oksidasi β untuk menghasilkan asetil-KoA.
Membran bagian dalam yang kurang permeabel dibandingkan dengan membran bagian luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini adalah tempat utama untuk pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi karena jumlah lipatan yang menonjol ke dalam matriks, yang disebut kristal.
Struktur kristal ini meningkatkan luas permukaan membran bagian dalam sehingga meningkatkan kemampuannya untuk menghasilkan ATP. Membran bagian dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP dalam matriks mitokondria, dan mengangkut protein yang mengatur masuk dan keluarnya metabolit dari matriks melalui membran bagian dalam.
Ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam adalah tempat reaksi penting bagi sel berlangsung, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi oksidasi β dari asam lemak. Di dalam matriks mitokondria ada juga bahan genetik, yang dikenal sebagai DNA mitchondrial (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat dan ion anorganik seperti magnesium, kalsium, dan kalium.
Mitokondria adalah salah satu dari beberapa bagian yang terkandung dalam sel atau biasa disebut sel organel. Mitokondria dalam sel memiliki jumlah yang bervariasi tergantung pada kebutuhan energi sel. Pada beberapa tipe sel, mitokondria memiliki susunan kompak yang ada di bagian yang membutuhkan energi paling besar.
Sebagai salah satu contoh, mitokondria ada dalam tubuh manusia yang terletak di antara unit kontraktil dalam sel otot jantung. Mitokondria berbentuk seperti batang atau cenderung oval, memiliki ukuran besar seperti bakteri. Mitokondria memiliki dua lapisan, yaitu lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan luarnya halus dan mengelilingi mitokondria.
Sedangkan lapisan dalam terlipat disebut Kristus. Ada bukti bahwa mitokondria adalah turunan dari bakteri penyerang dan kemudian ditelan oleh sel primitif. Ini terjadi karena hubungan simbiosis antara mitokondria dan bakteri, menyebabkan mitokondria berkembang dan menjadi organel permanen.
Fungsi mitokondria
Fungsi yang paling penting dari mitokondria yaitu 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 diproduksi untuk setiap molekul glukosa teroksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dua molekul ATP yang diproduksi.
Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri dari lima tahap reaksi enzimatik yang melibatkan enzim kompleks yang ditemukan di membran 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).
Fungsi mitokondria mengambil energi dari nutrisi dalam makanan dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk melakukan aktivitas sel. Sehingga mitokondria juga disebut “organel energi”. Di mitokondria ada lipatan yang mengarah ke dalam dan menjulur ke dalam rongga dalam yang disebut krista.
Krista diisi oleh cairan yang berbentuk gel yang dinamakan matriks. Selain itu krista juga ditempeli oleh protein-protein transportasi elektron yang bertanggung jawab untuk mengubah sebagian besar energi yang terkandung dalam makanan menjadi bentuk yang dapat digunakan.
Sedangkan cairan gel di dalam krista atau yang disebut matriks. Matriks merupakan cairan yang mengandung campuran pekat ratusan enzim berbeda yang memiliki fungsi untuk mempersiapkan molekul-molekul nutrien untuk pengambilan akhir energi yang dapat digunakan oleh protein-protein yang terdapat di krista.