Mitokondria: Pengertian, Struktur, serta Fungsinya

Terima kasih telah mampir ke blog saya, pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang salah satu organel sel, yaitu mitokondria. Mitokondria ini termasuk organel yang penting dan dibutuhkan oleh sel itu sendiri.  Mitokondria ini dapat ditemukan pada hampir semua sel eukariotik termasuk sel hewan, tumbuhan, fungi serta beberapa jenis organisme uniseluler eukriotik.  Selanjutnya , kita akan pelajari bersama tentang mitokondria meliputi pengertian, struktur dan fungsinya.

1. Pengertian Mitokondria

Mitokondria jika ditinjau secara bahasa berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani yaitu mito yang berarti  benang dan chondrion yang berarti granula, sehingga secara bahasa mitokondria dapat diartikan sebagai organel sel yang memiliki benruk menyerupai benang (memanjang) atau granula (butiran kecil). Mirokondria ini ditemukan tersebar di sitoplasma. Tetapi ada pula yang letaknya berdasarkan pola tertentu, seperti pada sel otot lurik, mitokondria terletak diantara serabut kontraktil otot atau di sel sperma mitokondria,  terletak di bagian ekornya. Jumlah mitokondria pada sel berbeda, ada sel yang tidak memiliki mitokondria bahkan ada juga sel yangjumlah mitokondrianya sangat banyak. Adanya perbedaan jumlah mitokondria pada tiap sel bergantung pada kebutuhan metabolik dari tiap sel itu sendiri. 

2. Struktur Mitokondria

Struktur mitokondria dapat kita pahami dengan memerhatikan gambar di bawah ini.

Bagan Struktur Mitokondria (Kiri) dan Pengamatan Mitokondria dengan  Mikroskop Elektron (kanan)
(Sumber: Reece et al, 2017)

Berdasarkan gambar tersebut, dapat dipahami bahwa struktur mitokondria adalah:

• Membran luar 

Mitokondria memiliki dualapis membran yaitu membran luar dan membran dalam. Membran luar mitokondria berfungsi untuk membatasi mitokondria dan memiliki struktur yang halus. Ketebalan membran luar sekitar 6 nm. Membran luar memiliki kandungan fosfolipid yanglebih banyak jika dibandingkan dengan membran dalam. 

• Membran dalam

Pada membran dalam berisi cairan  yang dikenal dengan nama matriks mitokondria.  Ketebalan membran dalam berkisar antara  6 nm  – 8 nm. Membran dalam memiliki permukaan yang lebih luas karena mengalami pelipatan ke arah dalam matriks sehingga membentuk krista. Berbeda dengan membran luar, membran dalam lebih banyak mengandung kardiolipin. Pada membran dalam mitokondria ini juga melekat oksisoma yang menjadi tempat utama fosforilasi oksidatif dan transpor elektron. 

• Ruang intermembran

Ruang intermembran ini adalah batas dari membran luar dan membran dalam mitokondria. Pada ruang intermembran diisi oleh cairan yang berisi beberapa enzim.

• Krista

Krista initerbentuk karena adanya pelipatan ke dalam dari membran dalam mitokondria. Krista ini terletak sejajar satu sama lain terhadap sumbu panjang mitokondria. Jumlah krista  didasarkan atas aktifitas aerobik dari sel itu sendiri. Sel-sel yang berada pada jaringan yang aktif melakukan respirasi aerobik memiliki sejumlah mitokondria dengan krista yang berkembang.

• Matriks Mitokondria

Matriks mitokondria ini diselubungi oleh membran dalam mitokondria. Matriks mitokondria ini mengandung sejumlah enzim , DNA mitokondria (mtDNA), serta ditemukan adanya ribosom. Ribosom pada mitokondria ini ditemukan tersebar dalam cairan matriks mitokondria. Sejumlah enzim yang berada dalam matriks mitokondria berperan dalam mengkatalisis beberapa langkah dalam respirasi seluler.

3. Fungsi Mitokondria

Mitokondria dikenal sebagai The Powerhouse of Cell, artinya mitokondria merupakan organel yang menyuplai energi bagi sel itu sendiri. Energi yang diperoleh dari mitokondria berada dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat). Energi berupa ATP ini diperoleh melalui oksidasi karbohidrat. Oksidasi karbohidrat ini melalui tiga rangkaian proses yang dua diantaranya berlangsung di mitokondria. Tiga rangkaian proses oksidasi karbohidrat , yaitu glikolisis yang terjadi di sitoplasma, siklus krebs dan  rantai transpor elektron yang terjadi di mitokondria.

Bagan Reaksi Oksidasi Karbohidrat
(Sumber: Reece et al, 2017)

• Glikolisis

Glikolisis adalah rangkain reaksi yang terjadi di sitoplasma yang mengoksidasi karbohidrat menjadi asam piruvat.  Proses glikolisis ini dalam satu rangkaian reaksi oksidasi karbohidrat terjadi sebanyak dua kali. Pada glikolisis terjadi beberapa reaksi yang melibatkan enzim yang berbeda pada tiap reaksi. Hasil akhir dari rangkaian reaksi glikolisis adalah 2 asam piruvat,  2 ATP, serta 2 NADH. 

• Siklus Krebs

Siklus krebs terjadi pada bagian matriks mitokondria. Siklus krebs terjadi setelah melalui tahapan glikolisis. Bahan utama untuk melanjutkan ke siklus krebs adalah molekul asam piruvat yang diperoleh dari tahapan glikolisis. Namun, molekul asam piruvat ini diubah dulu menjadi asetil ko-A (koenzim A) melalui reaksi dekarboksilasi oksidatif.  Dekarboksilai oksidatif ini tidak hanya menghasilkan asetil Ko-A, juga menghasilkan 1 molekul NADH dalam satu kaloi reaksi. Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini terjadi sebanyak dua kali karena molekul asam piruvat yang akan diubah sebanyak dua buah molekul (akibat dari proses glikolisis yang terjadi sebanyak dua kali).  Setelah diubah menjadi asetil ko-A, kemuadian masuk ke tahap siklus krebs. Siklus krebs dalam satu reaksi menghasilkan 3 NADH, 1 ATP dan 1 FADH2. Karena siklus krebs terjadi sebanyak duakali dalm satu rangkain oksidasi karbohidrat maka total yang diperoleh dari siklus krebs tersebut adalah 6 NADH, 2 ATP dan 2 FADH2.

• Transpor elektron

Transpor Elektron terjadi di membran dalam mitokondria. Transpor Elektron lebih tepatnya terjadi di Rantai Transpor Elektron (RTE), yaitu sekumpulan molekul yang berada pada membran dalam mitokondria.  Transpor elektron ini mengubah molekul NADH dan FADH2 menjadi energi dengan mentranspor elektron pada molekul tersebut melalui bantuan enzim.  Hasil oksidasi dari satu molekul NADH adalah 3 ATP, sedangkan untuk molekul FADH2 adalah 2 ATP, sehingga total ATP (energi) yang diperoleh dalam satu kali rekasi oksidasi karbohidrat adalah 36 ATP.  

  

Referensi:

Marianti, Aditya dan Sumadi. 2007. Biologi Sel. Yogyakarta: Graha Ilmu

Reece, Jane B. et al. 2008. Biologi. Edisi Kedelapan Jilid 1. Terjemahan Damaring Tyas Wulandari. Erlangga: Jakarta

Reece, Jane B., et al. 2017. Campbell Biology.  11th Ed. Lake Ave: Pearson Education