STRUKTUR DAN FUNGSI STRUKTUR DAN FUNGSI MITOKONDRIAMITOKONDRIA

MitokondriaMitokondriaMitokondria merupakanMitokondria merupakan organel yang tersebar dalam sitosol organisme eukariot.eukariot.

STRUKTUR MITOKONDRIASTRUKTUR MITOKONDRIA• Ukuran :Ukuran :

– diameter 0.2 – 1.0 μm – panjang 1- 4 μmpanjang 1 4 μm

• ∑ mitokondria dalam bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut g gContoh: – Sel hati mitokondria 15 – 20% volume sel

• Pada sel tumbuhan mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis y g

STRUKTUR MITOKONDRIASTRUKTUR MITOKONDRIA• Memiliki membran ‘lipid bilayer’

dganda – membran luar – sistem membran dalam yang

kompleks invaginasi kristakompleks invaginasi krista– Diantara kedua membran terdapat

ruang antar/inter membran• Matriks berisi protein terlarut, p

berbentuk seperti gel• Matriks mitokondria

– Mengandung ribosom, enzim, DNA i k lsirkular

– Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA

Membran mitokondria

1. Membran luar • mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhanmengelilingi 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 krista.• Mengandung 5 kelompok protein integral membran

5 kelompok protein integral membran pada membran dalam mitokondria:dalam mitokondria:

o NADH dehidrogenase, o suksinat dehidrogenase,

it k d kt (j dik l b i k l ko sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1),

o sitokrom c oksidase, o ATP sintaseo ATP sintase

• Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukanprotein yang diperlukan mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria

beberapa protein yang diperlukan mitokondriadiperlukan mitokondria dikode oleh inti

• Mitokondria dinamis :B i d h t t d l it l– Berpindah tempat dalam sitosol

– Struktur dapat berubah– Fusi dan fisi

• Berperan dalam respirasi sel, menghasilkan p p gATP energi untuk metabolisme

Mitokondria diperkirakan berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukarioteukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

Fungsi MitokondriaFungsi Mitokondria

pengubahan energipengubahan energi potensial dalam bentuk makanan menjadi ATP Tempat terjadinya metabolisme oksidatif respirasi selulerseluler

Pemecahan molekul kmakanan

• 3 langkah pemecahan molekul makanan :a) Stadium 1 :a) Stadium 1 : – makromolekul subunit

sederhana oleh enzim-enzim pencernaan :• Protein asam amino• Protein asam amino• Polisakarida gula• Lemak asam lemak & gliserol

b) Stadium 2:b it d h til C A– subunit sederhana asetil CoA

• Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

• Piruvat asetil CoA mitokondriamitokondria

• hasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3 : – Oksidasi asetil CoA menjadi H2OOksidasi asetil CoA menjadi H2O

dan CO2 mitokondria– Menghasilkan sejumlah besar ATP

fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan prosesoksidasi molekul makanan, mis.glukosa, menjadi CO2 dan H2O Edalam bentuk ATP menunjangaktivitas sel yang memerlukan energiy g g

Respirasi berlangsung dalam dua tahap:

lik li i h l kglikolisis, pemecahan glukosa asam piruvat berlangsung di dalam sitosol oksidasi asam piruvat CO2 + H2O

berlangsung di dalam mitokondriasiklus Krebs

Persamaan umum respirasiPersamaan umum respirasi

C H O 6 O 6 CO 6 H O EC6H2O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + E

GlikolisisGlikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

Berlangsung di dalam sitosolg gDegradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat – melalui suatu urutan reaksi & menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi :C6H12O6 + 2NAD+ 2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi, masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik.

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasiPada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergiPada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi ATPPada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C, yaitu :yaitu :

• Fosfogliseraldehid (PGAL) • Dihidroksiaseton dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

isomerase

Akhir dari proses glikolisis dua molekul asam piruvat (3 – C), dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosadihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat masuk ke jalur :masuk ke jalur : - Fermentasi alcohol- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan AnaerobikAnaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

i did k b k il i d di d k iasam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan ethanolP k iPersamaan reaksi C3H4O3 + NADH + H+ CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholikProses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi

Asam piruvat direduksi oleh NADH membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi C3H4O3 + NADH + H+ C3H6O3 + NAD+

Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus Krebs/Siklus asam sitrat• Oksidasi asetil CoA CO2

Siklus Krebs & transfer elektronSiklus Krebs & transfer elektron

• menghasilkan 3 NADH & FADH2 ATP ?menghasilkan 3 NADH & FADH2 ATP ?• elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke

electron carrier berlangsung padaelectron carrier – berlangsung pada membran dalam mitokondriaAk t l kt O k di d k i• Akseptor elektron : O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

• Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron• Dari molekul NADH dan FADH2 • Perlu oksigen• Perlu oksigen

Transfer elektron• Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada

membran dalam mitokondriamembran dalam mitokondria

Transport elektron• Menyebabkan terjadinya gradien proton

– perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran it k d imitokondria

– Terjadi perbedaan potensial membran – Kedua akibat ini menimbulkan energi untukKedua akibat ini menimbulkan energi untuk

mengembalikan proton H+ kembali ke matriks • Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP p g

oleh ATP sintase

RingkasanRingkasan

Senyawa penghambat aktivitas i i l lrespirasi seluler