Mitokondria: Pengertian, Letak, Fungsi, dan Struktur

Mitokondria merupakan salah satu organel yang ditemukan pada sel, baik sel hewan maupun sel tumbuhan. Mitokondria merupakan penghasil energi lain selain kloroplas. Adapun pengertian, letak, fungsi, dan struktur mitokondria lebih lanjut akan dijelaskan pada uraian berikut.

A. Pengertian Mitokondria

Mitokondria adalah organel tempat berlangsungnya respirasi sel pada makhluk hidup. Mitokondria berbentuk silinder dengan panjang 0.5-10 mikrometer dan diselubungi oleh dua lapis membran, yaitu membran dalam dan membran luar.

B. Letak Mitokondria

Hampir semua sel eukariot memiliki mitokondria, termasuk tanaman, hewan, fungi, dan mayoritas eukariot uniseluler. Terdapat sel yang memiliki satu mitokondria yang berukuran besar, namun umumnya satu unit sel memiliki mitokondria dalam jumlah banyak.

Jumlah mitokondria pada suatu sel tergantung pada tingkat aktivitas metabolik sel. Maka dari itu, organel ini banyak ditemukan pada sel-sel yang aktif dan memiliki metabolisme tinggi, misalnya pada sel hati, sel otak, sel syaraf, sel sermatozoid, sel ginjal, dan sel otot jantung, terdapat mitokondria dalam jumlah ratusan sampai ribuan. Sedangkan sel yang tidak terlalu aktif dan memiliki metabolisme rendah hanya memiliki sedikit atau bahkan tidak memiliki mitokondria misalnya pada sel darah merah.

Mitokondria pada sel hidup dapat bergerak, berubah bentuk, dan kadang menyatu atau pun membelah menjadi dua mitokondria anak.

Organel ini pertama kali diamati oleh Altmann dengan mikroskop cahaya. Namun struktur mitokondria baru dapat diidentifikasi pada tahun 1950an oleh Palade dan Sjöstrand menggunakan mikroskop elektron.

C. Fungsi Mitokondria

Utamanya, mitokondria berfungsi sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak energi ATP (adenosin trifosfat) yang dilakukan dengan fosforilasi oksidatif karbohidat dan asam lemak. Namun terdapat beberapa fungsi mitokondria yang lain, di antaranya adalah sebagai berikut.

  1. Tempat berlangsungnya respirasi sel pada makhluk hidup, sehingga dihasilkan energi berupa ATP.
  2. Membantu keseimbangan konsentrasi ion kalsium.
  3. Membantu pembangunan bagian-bagian tertentu dari darah dan hormon, seperti testosteron dan estrogen.
  4. Mitokondria pada sel-sel hati memiliki enzim yang mendetofikasi amonia.
  5. Menjadi tempat metabolisme asam lemak.
  6. Berperan penting dalam proses kematian sel terpogram. Sel yang tidak diinginkan dan kelebihan akan dipangkas selama perkembangan organisme. Proses ini disebut sebagai apoptosis

D. Struktur Mitokondria

Mitokondria tersusun atas fosfolipid dan protein. Mitokondria berbentuk silinder dan memiliki dua membran, yaitu membran dalam dan membran luar, di antara kedua membran dipisahkan oleh ruang antarmembran. Struktur mitokondria terdiri dari bagian-bagian yaitu:

  1. Membran luar
  2. Membran dalam (dan krista)
  3. Ruang antarmembran
  4. Matriks mitokondria

Penjelasan mengenai struktur mitokondria akan diuraikan di bawah.

struktur mitokondria
Struktur mitokondria

1. Membran luar

Membran luar pada mitokondria memiliki permukaan yang halus, sifatnya licin, dan memiliki fosfolipid yang jumlahnya hampir sama dengan jumlah protein. Tebal membran luar adalah sekitar  7 nm.

Membran luar mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 dalton. Membran luar juga mengandung enzim yang dipelukan dalam biosintesis lipid.

2. Membran dalam

Membran dalam pada mitokondria tersusun atas 20% lipid dan 80% protein. Membran ini bersifat kurang permeabel dibandingkan dengan membran luar. Tebal membran dalam adalah sekitar 5 nm. Membran dalam ini membagi mitokondria menjadi dua bagian, yakni ruang antarmembran dan matriks mitokondria.

Krista

Membran dalam memiliki permukaan yang berlekuk-lekuk yang disebut krista. Adanya krista menyebabkan membran dalam memiliki permukaan yang luas. Krista berperan dalam penyerapan oksigen untuk respirasi. Dari proses respirasi inilah dapat dihasilkan energi. Sehingga disini lah tempat utama pembentukan ATP pada mitokondria.

Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria. Selain itu, membran dalam juga mengandung protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.

3. Ruang antarmembran

Ruang antarmembran adalah ruang di antara membran dalam dan membran luar mitokondria.

4. Matriks mitokondria

Matriks mitokondria merupakan ruang yang diselubungi oleh membran dalam mitokondria. Matriks mitokondria mengandung berbagai enzim yang berperan dalam siklus krebs dan oksidasi asam lemak. Oleh karena itu, matriks ini menjadi tempat berlangsungnya tahapan metabolisme seperti siklus krebs, oksidasi asam lemak, dan oksidasi asam amino.

Selain itu, di dalam matriks mitokondria juga terdapat granul matriks, kofaktor nukleotida, ion anorganik, protein, DNA, RNA, dan ribosom, sehingga mitokondria dapat menyintesis proteinnya sendiri.


E. Perbedaan DNA Mitokondria dan DNA Nukelus

DNA mitokondria (mtDNA) berbeda dengan DNA nukleus. Perbedaan antara DNA mitokondria dan DNA nukelus yaitu: DNA mitokondria adalah sandi untuk protein dan enzim yang bekerja pada membran dalam. Sedangkan DNA nukleus adala sandi untuk protein matriks dan membran dalam.

Oleh karena mitokondria memiliki DNA yang dapat mengatur sintesis protein yang dilakukan oleh ribosom dalam organel tersebut mitokondria disebut sebagai organel semiotonom.

Referensi:

  1. Bakhtiar, S. (2011). Biologi: untuk SMA dan MA kelas XI. Pusat Kurikulum dan Perbukuan Kementerian Pendidikan Nasional.
  2. Lestari, E. S., & Kistinnah, I. (2009). Biologi: Makhluk Hidup dan Lingkungannya. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  3. Rachmawati, F., Urifah, N., & Wijayati, A. (2009). Biologi: Biologi untuk SMA/MA kelas XI Program IPA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  4. Rogers, K. (n.d.). mitochondrion. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/mitochondrion
  5. Shami, G. J., Cheng, D., Verhaegh, P., Koek, G., Wisse, E., & Braet, F. (2021). Three-dimensional ultrastructure of giant mitochondria in human non-alcoholic fatty liver disease. Scientific Reports, 11(3319). https://doi.org/10.1038/s41598-021-82884-z
  6. Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2017). Campbell biology (Ed. 11). Pearson Education.
  7. Quipper (2021)

Baca juga:

Transpor Aktif: Pompa Ion Natrium-Kalium, Kontraspor, dan Endositosis-Eksositosis

Transpor Pasif: Difusi, Difusi Terbantu, dan Osmosis

Tinggalkan komentar