STRUKTUR DAN FUNGSI MITOKONDRIA

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