MITOKONDRIA

Mitokondria disebut 'pembangkit tenaga listrik sel'. Mitokondria merupakan organel yang

berfungsi menyediakan energy selular (ATP). Ukuran dan bentuk mitokondria bervariasi

menurut jaringannya dan menurut keadaan fisiologis sel. Kebanyakan mitokondria berbentuk

oval atau jorong dengan diameter antara 0.5 sampai 1 µm dan panjang sampai 7 µm.

Mitokondria tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, karena ukurannya yang sangat

kecil. Pengamatan dengan mikroskop electron menunjukkan susunan khas mitokondria

seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur mitokondria

Struktur Mitokondria

Tidak seperti organel lain, mitokondria cukup besar untuk dapat dilihat dengan

mikroskop cahaya dan kehadirannya dalam sel telah diketahui lebih dari seratus tahun.

Mitokondria berukuran panjang 1-4 µm dengan diameter 0,2 - 1 µm. Sehubungan dengan

fungsinya, ukuran, jumlah dan lokasinya dalam sel bervariasi sesuai dengan jenis sel. Rata-

rata jumlah mitokondria dalam sel hati Mammalia sekitar 1.500 buah atau 15-20% dari

volume sel. Jumlah mitokondria yang besar terdapat pula dalam sel otot. Hal ini disebabkan

oleh karena sel otot membutuhkan jumlah ATP yang besar untuk kontraksi. Lokasi

mitokondria didalam sel yang bervariasi sesuai jenis sel, dapat dilihat pada sel sperma. Pada

sel sperma, mitokodria terdapat di belakang nukleus. Pergerakan sperma dimungkinkan oleh

produksi ATP pada daerah ini.

Gambar 2 Mitokondria yang diamati dengan mikroskop elektron

Setiap mitokondria diliputi oleh selaput rangkap yang disebut memban luar dan

membran dalam. Membran luar menutupi mitokondria dan bertindak sebagai batas luar.

Membran luar halus seperti membran dalam dan memiliki fosfolipid hampir dalam jumlah

yang sama sebagai protein. Ia memiliki sejumlah besar protein khusus yang disebut porins,

yang memungkinkan molekul dalam berat 5000 dalton atau kurang untuk melewatinya.

Membran luar benar-benar permeabel terhadap molekul nutrisi, ion, dan molekul ATP ADP.

Membran dalam berlekuk-lekuk atau mengalami invaginasi dan disebut dengan krista.

Membran dalam lebih kompleks dalam struktur daripada membran luar karena mengandung

kompleks dari rantai transpor elektron dan kompleks sintetase ATP. Ini permeabel hanya

untuk oksigen, karbon dioksida dan air. Ini terdiri dari sejumlah besar protein yang

memainkan peran penting dalam memproduksi ATP, dan juga membantu dalam mengatur

transfer metabolit melintasi membran. Membran dalam memiliki infoldings disebut krista

yang meningkatkan luas permukaan untuk kompleks dan protein yang membantu dalam

produksi ATP, molekul yang kaya energi. Pada beberapa sel, seperti sel hati Mammalia,

krista sangat panjang dan memotong sepanjang diameter mitokondria. Pada sel tumbuhan,

krista lebih berbentuk tubular. Pelipatan membran dalam ini ditujuan untuk memperluas

permukaan membran yang penting untuk respirasi aerob.

Membran dalam membagi ruang organel menjadi dua yaitu matriks dan ruang

antarmembran. Matriks berisi cairan seperti gel diliputi oleh membran dalam dengan

kandungan protein lebih dari 500 gr/ml. Matriks, ruang antarmembran, membran luar dan

membran dalam mengandung bermacam-macam enzim. Matriks merupakan campuran

kompleks enzim yang penting untuk sintesis molekul ATP, ribosom mitokondria khusus,

tRNA dan DNA mitokondria. Selain itu, ia memiliki oksigen, karbon dioksida dan

intermediet daur ulang lainnya.

Meskipun sebagian besar materi genetik sel terkandung dalam inti, mitokondria

memiliki DNA sendiri. Mereka memiliki mesin sendiri untuk sintesis protein dan

berkembang biak dengan proses fisi seperti bakteri lakukan. Karena independen dari inti

DNA dan memiliki kesamaan hamper sama pada bakteri, diyakini bahwa mitokondria berasal

dari bakteri dengan endosimbiosis.

Mitokondria dapat mengkode bagian-bagian proteinnya dengan alat-alat yang

dimiliki. Makanan dioksidasi untuk menghasilkan elektron berenergi tinggi yang dikonversi

menjadi energi yang tersimpan. Energi ini disimpan dalam bentuk ikatan fosfat kaya energi

dalam molekul yang disebut adenosine triphosphate, atau ATP. ATP dikonversi dari

adenosine diphosphate dengan menambahkan grup fosfat dengan ikatan kaya energi.

Bermacam-macam reaksi di dalam sel dapat menggunakan energi (dimana ATP dikonversi

kembali menjadi ADP, melepaskan energi tinggi) atau menghasilkan energi (dimana ATP

dihasilkan dari ADP).

Gambar 3. Bagian matriks dan membrane dalam mitokondria

Fungsi Mitokondria

Fungsi mitokondria bervariasi sesuai dengan jenis sel di mana mereka berada. Fungsi

yang paling penting dari mitokondria adalah untuk menghasilkan energi. Makanan yang kita

makan dipecah menjadi molekul sederhana seperti karbohidrat, lemak, dll, dalam tubuh kita.

Ini dikirim ke mitokondria di mana mereka akan diproses lebih lanjut untuk menghasilkan

molekul bermuatan yang bergabung dengan oksigen dan menghasilkan molekul ATP.

Seluruh proses ini dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.

Adalah penting untuk menjaga konsentrasi ion kalsium yang tepat dalam berbagai

kompartemen sel. Mitokondria membantu sel-sel untuk mencapai tujuan ini dengan melayani

sebagai tangki penyimpanan ion kalsium.

Mitokondria juga membantu dalam membangun bagian-bagian tertentu dari darah,

dan hormon seperti testosteron dan estrogen. Selain itu mitokondria dalam sel-sel hati

memiliki enzim yang mendetoksifikasi amonia.

Mitokondria juga memainkan peran penting dalam proses kematian sel terprogram.

Sel yang tidak diinginkan dan kelebihan dipangkas selama perkembangan organisme. Proses

ini dikenal sebagai apoptosis. Kematian sel abnormal akibat disfungsi mitokondria dapat

mempengaruhi fungsi organ.

Gangguan fungsi Mitokondria

Lebih dari 50 juta orang di AS memiliki gangguan degeneratif kronis yang melibatkan

disfungsi mitokondria. Disfungsi mitokondria dapat mempengaruhi produksi produk sel-

spesifik yang penting untuk fungsi sel yang tepat dan produksi energi. Hal ini pada akhirnya

dapat menyebabkan kematian sel dan kegagalan sistem organ. Hal ini bahkan dapat

membuktikan menjadi fatal dalam beberapa kasus. Ketika kemampuan mitokondria untuk

menghasilkan energi berkurang karena cacat tertentu (mutasi genetik baik dalam DNA

mitokondria atau DNA inti), kondisi ini digambarkan sebagai ‘penyakit mitokondria’.

Kurangnya produksi energi dapat menyebabkan disfungsi otak, gangguan penglihatan, lemah

otot, gerakan terbatas anggota badan, dll. Penyakit mitokondria dapat menghancurkan

kesehatan dari setiap sistem atau organ tubuh. Hal ini dapat merusak kesehatan jantung,

kesehatan pencernaan orang tersebut. Setiap orang pada usia berapa pun dapat memiliki

penyakit mitokondria. Namun, gejala dapat bervariasi dari orang ke orang, dan sering

progresif. Beberapa gejala adalah infeksi berulang (sistem kekebalan tubuh yang lemah),

mengurangi kapasitas jantung, stroke, kejang, kelelahan otot, masalah pencernaan, masalah

hati, diabetes, obesitas, kebutaan dan tuli. Berbagai faktor lingkungan atau obat-obatan

tertentu dapat mempengaruhi fungsi mitokondria.

Studi menunjukkan bahwa disfungsi mitokondria dapat menjadi penyebab dari

banyak penyakit. Beberapa kondisi kronis juga berasal dari disfungsi mitokondria, misalnya,

penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, diabetes, hipertensi, penyakit jantung, osteoporosis,

kanker, penyakit autoimun seperti multiple sclerosis, lupus dan rheumatoid arthritis, dll

Disfungsi kerja mitokondria berperan penting dalam gejala penuaan dini.