☑ Fungsi dan Struktur Mitokondria

Mitokondria adalah organel khusus yang terdapat di sel-sel Eukariotik. Peran Mitokondria adalah menghasilkan energi kimia dari gula, oleh karena itu Mitokondria kadang di sebut sebagai “pembangkit tenaga” sel. Seperti Kloroplas, mitokondria dulu diyakini sebagai sel-sel bakteri yang independen, ditelan oleh sel-sel eukariotik sederhana melalui endoksitosis, sebuah proses dimana sel mengambil sebuah objek dengan “membungkusnya” ke dalam membran plasma.

Fakta yang mendukung teori ini adalah adanya ribosom pada mitokondria dan kloroplas yang mampu menghasilkan protein. Kedua organel tersebut juga mengandung sejenis lingkar DNA yang terdapat di sel-sel bakteri dan mempunyai membran ganda. Membran bagian dalam dipercaya sebagai membran asli dan membran bagian luar dipercaya sebagai membran yang dihasilkan selama endoksitosis.

Strukturnya yang berbentuk seperti kacang mendukung fungsi Mitokondria. Bagian luar membran melindungi dan mengandung organel, bagian dalam membran, yang merupakan serangkaian lipatan yang disebut krista, membagi organel menjadi ruang antar membran yang sempit dan matriks dalam yang lebih lebar. Respirasi Selular berlangsung di dalam matriks dan sepanjang membran-membran krista, di mana terdapat enzim-enzim berkonsentrasi tinggi untuk memudahkan berlangsungnya proses.

“Respirasi Selular” adalah proses mengubah ATP (Adenosina trifosfat) menjadi glukosa. ATP adalah senyawa penyimpan energi yang mirip dengan DNA karena mengandung nukleotida adenina yang terikat ke gula ribosa, yang terikat pada tiga kelompok fosfat. Ketika ikatan  kovalen antara kelompok-kelompok fosfat ini putus, dilepaskan energi yang dapat sel gunakan sebagai tenaga untuk proses-proses biologi seperti sintesis protein.

Respirasi Selular terjadi dalam tiga tahap. Tahap pertama disebut glikolisis, glukosa, gula dengan enam karbon, dibagi menjadi dua. Selain menghasilkan sepasang molekul gula tiga karbon, reaksi Eksotermis ini juga menghasilkan dua molekul ATP, dua molekul asam piruvat (hasil sisa), dan dua molekul NADH (Enzim-enzim ini membawa elektron-elektron).

Tahap kedua respirasi selular dikenal sebagai siklus asam sitrat, atau siklus krebs . Pada tahap ini, pasangan molekul gula tiga karbon diubah menjadi sebuah senyawa yang disebut asetil KoA, yang menghasilkan dua molekul ATP lainnya. Karbondioksida adalah hasil sisa (waste product) pada tahap ini.

Tahap ketiga respirasi selular yang disebut, transport elektron, terjadi ketika serangkaian reaksi reduksi-oksidasi berlangsung di sepanjang membran krista. Ketika molekul-molekul pembawa menghantarkan elektron-elektron berenergi tinggi ke akseptor berenergi rendah, energi dilepaskan (oksigen menyerap elektron-elektron berenergi rendah ini sehingga menjadi bermuatan negatif lalu menarik proton-proton hidrogen dan mengubahnya menjadi air).

Energi dari elektron digunakan untuk menarik ion-ion hidrogen sepanjang membran berlawanan dengan arah gradien pH. Alaminya, ion-ion tersebut ingin kembali masuk ke dalam matriks mitokondria, yang hanya dapat dilakukan melalui protein terikat membran yang disebut sintase ATP. Ketika ion-ion bergerak melalui enzim, di bawah gradien pH ion-ion tersebut, energi yang lebih besar dilepaskan. Energi ini dimanfaatkan enzim untuk menghasilkan ATP. Reaksi kimia lengkap untuk pembentukan ATP adalah:  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ —> 6CO₂ + 6H₂O + 34 ATP.

Mitokondria berukuran cukup kecil, rata-rata sel hewan mengandung 1,000 to 2,000 mitokondria; Meskipun demikian, Sel-sel dengan jenis yang berbeda memiliki jumlah yang berbeda bergantung pada fungsinya. Sebagai contoh, sel-sel lemak memiliki banyak mitokondria karena sel-sel lemak berfungsi untuk menyimpan energi, sedangkan pada sel-sel saraf jumlahnya lebih sedikit sesuai dengan fungsinya untuk menyampaikan impuls. Jika dibutuhkan, sebuah sel dapat membuat lebih banyak mitokondria melalui Pembelahan Biner (binary fission). Fakta mitokondria dapat melakukan replikasi adalah bukti lain bahwa mitokondria adalah sel-sel bakteri yang independen.