Belakangan semakin banyak riset tentang mitokondria. Adik-adik tahu apakah itu? Mitokondria adalah organ sel yang beperan dalam sistem pembangkitan energi dalam makhluk hidup. Sederhananya, sel itu terbagi dua: bagian dalam disebut inti (nukleus) dan bagian luar. Bagian luar terdiri dari banyak organel seperti mitokondria, ribosom, lisosom, badan golgi, retikulum, sitoplasma, mebran plasma, dan sitoskeleton.
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP (Adenosin Tri Phosphat), misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuknya bisa berbeda-beda, tetapi umumnya berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri atas: membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks dalam membran.
Struktur Mitokondria
Membran luar terdiri dari protein (50%) dan lemak (50%), serta bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil. Membran dalam kurang permeabel, luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol dalam matriks krista. Stuktur krista meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuanmemproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein penting dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase (berfungsi membentuk ATP), serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit.
Ruang antar membran –terletak di antara membran luar dan membran dalam– merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi penting seperti siklus Krebs, siklus asam sitrat, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium, dan kalium.
Mitokondria adalah pabrik paket-paket energi sel yang disebut ATP. Metabolisme karbohidrat akan menghasilkan energi, CO2 dan air. Setiap molekul glukosa dalam siklus Kreb menghasilkan 30 ATP, sedang proses glikolisis dan asam sitrat masing-masing memproduksi 2 ATP. Sehingga secara keseluruhan satu siklus metabolism glukosa menghasilkan 36 ATP. Satu ATP setara energi 30,6 kilo Joule.
Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga perlu dipecah. Sebelum mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu terjadi replikasi DNA mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan bagian dalam, kemudian diikuti pembelahan bagian luar. Proses ini melibatkan pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran, Selanjutnya, akan terjadi pemisahan dua bagian mitokondria.
DNA Mitokondria
Mitokondria memiliki DNA tersendiri (mtDNA). MtDNA berpilin ganda, sirkuler, dan tak terlindungi membran (prokariotik). Karena seperti DNA bakteri, sempat berkembang teori bahwa mitokondria dulu merupakan makhluk hidup independen yang bersimbiosis dengan organisme eukariotik.
Yang unik dan menarik, pada makhluk tingkat tinggi, DNA mitokondria ternyata berasal dari mitokondria induknya. Mitokondria jantan tak ikut masuk ke dalam sel telur karena letaknya yang di ekor sperma. Maka, DNA mitokondria jantan tidak pernah diturunkan.Karena cekaman lingkungan, mitokondria bisa cacat akibat mutasi atas perubahan mtDNA. Cacat mtDNA ternyata terkait dengan munculnya gejala penuaan dan kanker, serta sejumlah penyakit degenartif seperti Alzheimer, diabetes, distoria (kejang otot), myopati (kelainan mata), dan sindrom Dawn. Juga sindrom Leigh yang menyebabkan kelumpuhan total dan hilangnya kemampuan verbal. Atau Pearson’s syndrome yang menyebabkan kelainan pada sumsum tulang dan kegagalan kerja pankreas pada anak. Riset terkini juga menunjukkan, cacat mitokondria dapat menimbulkan apoptosis, gejalan kematian dengan beragam ekspresinya.
Dedi Junaedi
