5.Bioenergy Metabolism(Mitokondria)

Mitochondria
1
Mitochondria
Mitokondria adalah:
- double-membran yang terikat organel
yang memproduksi besar jumlah ATP
untuk penggunaan sel.
- sebagai pembangkit listrik dari sel.
2
Mitochondria
• Setiap mitokondria t.a. 2 lapis membran
• Membran luar relatif permeabel dan mengandung enzim
yg mengkonversi substrat lipid ttt.
• Menjadi bentuk yg dapat dimetabolisisr di dlm
mitokondrion.
• Membran yg berbentuk lipatan disebut krista yg
diproyeksikan ke dlm rongga dalam yg dipenuhi
substansi amorf yg disebut matriks.
• Matriks mgd granul matriks padat, yg sifat dan fungsinya
belum jelas.
• Membran mitokondria dalam melekat erat pd membran
luar, menyisakan ruang intermembran
3
• Respirasi aerobik berlangsung
 didlm matriks dan membran
mitokondria dalam,
 proses ini ditingkatkan oleh daerah
permukaan luas dr krista.
• Matriks mgd hampir seluruh enzim yg
terlibat dlm oksidasi asam lemak dan siklus
Krebs.
• Membran dalam mgd sitokrom, molekul
pembawa rantai transport elektron, dan
enzim-enzim yg terlibat dlm produksi ATP.
5
Metabolism of fatty acids in mitochondria
Fatty acids from the blood enter
the cytosol of cells by facillitated
diffusion and then enter the
matirx of mitochondria.
In the mitochondria the fatty acids
are broken down in a process
called beta oxidation to
acetylCoA, NADH and FADH2.
The acetyl CoA then enters the
Krebs cycle which results in the
further production of NADH and
FADH2.
Mitochondria
• Sebagai organel, memiliki sejumlah
ciri istimewa.
• Matriks mitokondria mgd
- seuntai DNA tersusun melingkar,
analog dng kromosom bakteri.
- juga mgd ribosom yg memiliki
struktur = ribosom bakteri.
7
• Mensitensis beberapa proteinnya
sendiri, selebihnya disintesis oleh sel
tempatnya berada.
• Mitokondria melakukan replikasi-diri
caranya mirip pembelahasel bakteri.
• Jadi mitokondria  sebagai organel semi-
otonom yg muncul selama evolusi
sebagai parasit intrasel di dalam
bakteri dari sel-sel yg lebih maju
dan besar.
8
9
Semua mitochondria  struktur
umum sama, bervariasi dlm
ukuran,bentuk dan susunan
kristanya
• Variasi ini menunjukkan status
metabolik dari sel
• Mitokondria bergerak bebas di
dlm sitosol dan cenderung
menumpuk pd tempat-tempat di
dlm sel dng kebutuhan energi
tinggi, dng bentuk disesuaikan
dng ruang yg ada
10
Mitochondria
• Produksi dan penimbunan energi
• Semua fungsi sel tergantung dr
pemasokan energi yg kontinu berasal
dr perombakan sekuensial molekul
organik selama proses respirasi sel.
• Energi yg dilepaskan selama
proses ini pd akhirnya ditimbun dlm
bentuk ATP.
11
Hubungan Umum:
Aliran energi: hubungan
antara kloroplas dan
mitokondria.
12
workings of
mictochondria
13
* Pada otot jantung dan sel penggetah steroid:
- krista perisi padat  aktivitas
metabolik sel inti
- krista mempunyai bentuk khas:
 di otot jantung bersifat laminar,
 di sel penggetah steroid adalah
tubuler
* Di bagian basal sebuah sel absortif dari tubulus ginjal,
tempat terjadinya transport ion secara sangat aktif.
- Membran plasma basal melipat-lipat ke dalam shg
sangat memperluas permukaannya, dan
mitokondria panjang-panjang memenuhi
ruang-ruang di antaranya
14
Ukuran dan bentuk mitokondria sangat
bervariasi  umumnya berupa organel
berbentuk cerutu panjang
 Motil dan cenderung mengambil
lokasi dekat kebutuhan energi yg
maksimum.
 Jumlah bervariasi :
- sel hati mgd sampai 2000
- sel yg tidak aktif  hanya
beberapa saja.
15
Fungsi Mitochondria
 1. pasokan energi

2. sintesis protein

3. Ca intraseluler
kesetimbangan
16
Karakteristik Mitokondria
 Spesifik gravitasi> sitoplasma
 Diameter 0,5 u, panjang 5 u
 Bentuk: berserabut,
butiran, sekop, atau raket tenis
 Lokasi: menurut jenis sel dan aktivitas sel
17
Distribusi
 Menurut pasokan energi,
- diskus I,
- ekor spermatozoon ,
- bagian basal tubulus convolutus
proximalis sel, tersebar, di sekitar
inti atau di pinggiran
18
Bentuk dan perubahan ukuran
 Sesuai dengan proses
degenerasi
 Fragmentasi  granula lisis
 Pembesaran  vakuola besar
 Akumulasi bahan 
degenerasi hialin
19
Pengecatan Mitokondria
 Dark lapangan penerangan,




mikroskop fase kontras
Janus Green; mengandung oxydase
sitokrom, mencegah berubah
menjadi leucobase
Acid Fuchsin (Metzner)
Pemeriksaan Histokimia
EM
20
2
1
3
1. Mitochondria in the form of short rods
2. Epithelial cell nuclei
3. Blood vessels
Stain: Heidenhain iron hematoxylin; magnification: ×
950
21
Morfologi Mitochondria
 Mitokondria berisi enzim
yang melakukan Siklus
Krebs, jalur metabolisme
yang terlibat dalam
oksidasi makanan yang
kita makan.
 Enzim ini di bagian cairan
dari matriks.
 Banyak protein
mengandung kompleks
sitokrom (yang
menyerupai hemoglobin
dan mengandung zat besi)
yang tertanam dalam
membran dalam.
22
 Ekor sperma mamalia
 adalah flagel terbuat dari mikrotubulus
sekitar yang banyak mitokondria
dibungkus untuk menyediakan energi
untuk gerakan flagellar.
 Mitokondria:
 mengandung DNA tipe prokariotik ribosom
(tunggal ganda terdampar dan melingkar)
jenis dan
 prokariotik (lebih kecil dari ribosom
eukariotik sitoplasma).
23
The energy of these high energy electrons will be released via
the electron transport chain located mainly in the inner
mitochondrial membrane in eucayotic organisms or in the
plasma membrane of most procaryotes.
 Pada manusia ada sejumlah gangguan
mitokondria yang disebabkan mutasi
pada gen nuklear baik yang
menyediakan protein atau mutasi pada
DNA mitokondria sendiri.
 Beberapa mutasi ini menyebabkan
ketulian, kebutaan, kelemahan
umum, diabetes, dan banyak yang
fatal.
25
 Berbentuk oval, sering arkuata, mitokondria
crista-tipe dengan (osmiophilic) electrondense
matriks berjajar di samping membran sel
bagian dalam di perbatasan antara dua sel
(spasi interselular).
26
Mitochondria
 Sebuah sel eukariotik mengandung:
banyak mitokondria, menempati sampai
seperempat dari volume sitoplasma.
 Ukuran mitokondria adalah sekitar 1,5-2
mm, diameter 0.5-1 mm, kurang lebih
sama seperti E. coli.
 Ia memiliki dua membran: membran luar
dan membran dalam.
27
 Mitokondria juga memiliki DNA sendiri
(direpresentasikan sebagai mtDNA), yang
mengkode beberapa protein dan RNA
dalam mitokondria.
 Namun, kebanyakan protein yang
beroperasi di mitokondria masih berasal
dari DNA nuklear.
28
Peran utama Mitokondria
 Untuk menghasilkan ATP (adenosine triphosphate),
yang membawa energi tinggi untuk proses
kekuasaan yang paling seluler.
 Energi tersebut disimpan dalam obligasi
phosphoanhydride ATP Selama hidrolisis ATP,.
ikatan itu pecah, melepaskan 7,3 kkal / mol
energi.
 Banyak proses seluler dapat memanfaatkan energi
yang dilepaskan oleh kopling dengan hidrolisis
ATP
ATP
The
phosphoanhydride
bonds of ATP
represent chemical
potential energy
30
Glandula lacrimalis
7/19/2017
nur anisah
1. Intercellular space
with interdigitations
2. Secretory granules
↑ Contact between
cells (desmosome)
Electron microscopy;
magnification: × 8400
31
Komposisi
 1. Air
2. Protein;
- membran luar 4%;
- antarmembran ruang
7,7%;
- membran dalam 21,3%;
- matriks 67%
3. Lipid
4. Karbohidrat
32
Produksi energi
 Substrat utama adalah
glukosa
 Melalui siklus Krebs
 Keterlibatan Enzim
33
Jalur ini dimana bakteri dan mitokondria usang yang terdegradasi
oleh lisosom
34
35