STRUKTUR DAN FUNGSI MITOKONDRIA
Mitokondria Mitokondria merupakan organel yang tersebar dalam sitosol organisme eukariot.
STRUKTUR MITOKONDRIA • Ukuran : – diameter 0.2 – 1.0 μm – panjang 11 4 μm
• ∑ mitokondria dalam Æ bervariasi sesuai g fungsi g dari sel tersebut dengan Contoh: – Sel hati Æ mitokondria 15 – 20% volume sel
• Pada sel tumbuhan Æ mitokondria sumber ATP untuk sel y yang g tidak fotosintesis
STRUKTUR MITOKONDRIA •
Memiliki membran ‘lipid bilayer’ ganda d Æ – membran luar – sistem membran dalam yang kompleks Æ invaginasi Æ krista – Diantara kedua membran terdapat ruang antar/inter membran
• •
Matriks Æ berisi p protein terlarut, berbentuk seperti gel Matriks mitokondria – Mengandung ribosom, enzim, DNA sirkular ik l – Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat Æ asetil CoA
Membran mitokondria
1. Membran luar • mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan • memiliki protein integral pada membran, yang membentuk saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar masuk mitokondria 2. Membran dalam, • mengelilingi matriks yang berisi cairan • membentuk suatu lekukan ke dalam matriks Æ krista. • Mengandung 5 kelompok protein integral membran
5 kelompok protein integral membran pada membran dalam mitokondria: o NADH dehidrogenase, o suksinat dehidrogenase, o sitokrom it k c reduktase d kt (j (juga dik dikenall sebagai b i kompleks k l k sitokrom b-c1), o sitokrom c oksidase, o ATP sintase
• Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria Æbeberapa protein yang diperlukan mitokondria dikode oleh inti
• Mitokondria Æ dinamis : – Berpindah B i d h tempat t t dalam d l sitosol it l – Struktur dapat berubah – Fusi dan fisi
• Berperan p dalam respirasi p sel, menghasilkan g ATP Î energi untuk metabolisme
Mitokondria diperkirakan berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot
Fungsi Mitokondria pengubahan energi potensial dalam bentuk makanan menjadi ATP Tempat terjadinya metabolisme oksidatif Ærespirasi seluler
•
Pemecahan molekul makanan k 3 langkah pemecahan molekul makanan : a) Stadium 1 : – makromolekul Æ subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan : • • •
Protein Æ asam amino Polisakarida Æ gula Lemak Æ asam lemak & gliserol
b) Stadium 2: – subunit b it sederhana d h Æ asetil til C CoA A • • •
Subunit sederhana Æ piruvat Æsitoplasma sel PiruvatÆ asetil CoA Î mitokondria Æ hasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH
c) Stadium 3 : – Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 Æ mitokondria – Menghasilkan sejumlah besar ATP Æ fosforilasi oksidatif
RESPIRASI SELULER Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan, mis. glukosa, menjadi CO2 dan H2O Î E dalam bentuk ATP Î menunjang aktivitas sel yyang g memerlukan energi g Respirasi berlangsung dalam dua tahap : ¾ glikolisis, lik li i pemecahan h glukosa l k Î asam piruvat Æ berlangsung di dalam sitosol ¾ oksidasi asam piruvat Î CO2 + H2O Æ berlangsung di dalam mitokondria Æ siklus Krebs
Persamaan umum respirasi C6H2O6 + 6 O2 Î 6 CO2 + 6 H2O + E
Glikolisis Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel Î Berlangsung g g di dalam sitosol Î Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat – melalui suatu urutan reaksi & menggunakan enzim-enzim
Persamaan reaksi : C6H12O6 + 2NAD+ Æ 2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+
Pada glikolisis terdapat 9 reaksi, masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik. Î Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi Î Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+ Î Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi Î ATP Î Pada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C, yaitu : • Fosfogliseraldehid (PGAL) • Dihidroksiaseton Æ dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim isomerase
Akhir dari proses glikolisis Î dua molekul asam piruvat (3 – C), Î dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa
Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat masuk ke jalur : - Fermentasi alcohol - Fermentasi asam laktat
Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik
Fermentasi alkohol Î pada ragi Î asam piruvat i did didekarboksilasi k b k il i d dan di direduksi d k i oleh NADH membentuk CO2 dan ethanol Î Persamaan P reaksi k i C3H4O3 + NADH + H+ Æ CO2 + C2H5OH + NAD+
Î Proses dinamakan fermentasi alkoholik
Pada otot yang sedang berkontraksi Î Asam piruvat direduksi oleh NADH membentuk molekul asam laktat Î Persamaan reaksi C3H4O3 + NADH + H+ Æ C3H6O3 + NAD+ Î Proses dinamakan fermentasi asam laktat
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat • Oksidasi asetil CoA Æ CO2
Siklus Krebs & transfer elektron • menghasilkan 3 NADH & FADH2 Æ ATP ? • elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke electron carrier – berlangsung pada membran dalam mitokondria • Akseptor Ak t elektron l kt : O2 yang akan k di direduksi d k i dan membentuk H2O • Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase
Transport elektron • Dari molekul NADH dan FADH2 • Perlu oksigen
Transfer elektron • Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria
Transport elektron • Menyebabkan terjadinya gradien proton – perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria it k d i – Terjadi perbedaan potensial membran – Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke matriks
• Gradien p proton Æ digunakan g untuk sintesis ATP oleh ATP sintase
Ringkasan
Senyawa penghambat aktivitas respirasi i i seluler l l
