Mitokondria

Mitokondria sangat penting sebagai organel yang bertugas sebagai sumber energi yang diperlukan oleh berbagai Sel lainnya.  Mereka memperoleh energi ini dengan mengoksidasi substrat dari siklus Krebs. Hampir semua sel eukariotik memiliki mitokondria, meskipun mereka hilang dalam tahap akhir pengembangan sel seperti di sel darah merah.

Sejarah

Sel Mitokondria pertama kali dijelaskan oleh Richard Altmann pada tahun 1890, beliau memanggil mereka sebagai bioblasts. “Benda” pada tahun 1897 menciptakan istilah mitokondria. Pada tahun 1920, seorang ahli biokimia Warburg menemukan bahwa reaksi oksidatif terjadi di sebagian besar jaringan di bagian-bagian kecil sel.

Fungsi Mitokondria

Fungsi mitokondria pada umumnya tergantung pada posisi (sel) mana mereka berada, berbeda sel, maka berbeda juga fungsinya. Namun secara umum Fungsi Mitokondria adalah sebagai berikut:

• Fungsi yang paling penting dari mitokondria adalah untuk menghasilkan energi. Molekul-molekul sederhana nutrisi yang dikirim ke mitokondria untuk diproses dan menghasilkan molekul bermuatan. Molekul bermuatan bergabung dengan oksigen dan menghasilkan molekul ATP. Proses ini dikenal sebagai fosforilasi oksidatif.
• Mitokondria membantu sel untuk mempertahankan konsentrasi yang tepat dari ion kalsium dalam kompartemen sel.
• Mitokondria juga membantu dalam membangun bagian-bagian tertentu dari darah dan hormon seperti testosteron dan estrogen.
• Sel-sel hati mitokondria memiliki enzim yang mendetoksifikasi amonia.
• Mitokondria juga memainkan peran penting dalam proses apoptosis atau kematian sel terprogram. Kematian abnormal sel-sel karena disfungsi mitokondria dapat mempengaruhi fungsi organ.

Pengertian Mitokondria

Mitokondria adalah struktur membran terikat dan ditemukan dalam sebagian besar sel eukariotik . Mitokondria memiliki ukuran diameter berkisar 0,5-1,0 mikrometer. Mitokondria kadang-kadang digambarkan sebagai ‘pembangkit listrik’ dari sel. Organel ini menghasilkan sebagian besar energi dari sel dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) dan digunakan sumber energi kimia. Mitokondria juga terlibat dalam kegiatan selular lainnya seperti sinyal, diferensiasi selular, penuaan sel dan juga kontrol siklus sel dan pertumbuhan sel.

Mitokondria juga mempengaruhi kesehatan manusia, seperti gangguan mitokondria dan disfungsi jantung dan mereka juga memainkan peran penting dalam proses penuaan dini. Istilah ‘mitokondria’ berasal dari bahasa Yunani kata ‘mitos’ yang berarti ‘benang’ dan ‘chondrion’ yang berarti ‘granul’.

Struktur Mitokondria

Mitokondria memiliki struktur berbentuk batang ditemukan di kedua sel hewan maupun tumbuhan. Ia merupakan organel membran ganda yang terdiri dari membran luar dan membran dalam. Mitokondria terdiri dari fosfolipid dan protein.

Struktur mitokondria

Berikut adalah komponen Mitokondria

Membran Luar (Outer Membrane)

• Membran luar ini memiliki tekstur sangat halus dan memiliki kompoisisi fosfolipid dan protein.
• Ia memiliki jumlah protein khusus yang dikenal sebagai porins.
• Porins adalah protein pada membran integral dan mereka memungkinkan pergerakan molekul yang dari  ± 5000 dalton.
• Membran luar merupakan permeabel bebas untuk menutrisi molekul, ion, molekul energi seperti molekul ATP dan ADP.

Membran Dalam (Inner Membrane)

• Membran dalam mitokondria memiliki struktur yang lebih kompleks
• Ia dilibat dalam beberapa lipatan yang dikenal engan krista
• Bentuk lipatan ini berfungsi untuk memperluas luas permukaan di dalam organel
• Krista dan protein dalam membran dalam berfungsi untuk membantu  memproduksi molekul ATP.
• Berbagai reaksi kimia terjadi pada membran bagian dalam mitokondria.
• Khusus untuk oksigen, ATP dan membran ini juga membantu dalam mengatur transfer metabolit melintasi membran.

Ruang Antar (Intermembrane space)

• Bagian ini merupakan ruang antara membran luar dan bagian dalam mitokondria, memiliki komposisi yang sama seperti sel sitoplasma.
• Ada perbedaan dalam kandungan protein dalam ruang antar.

Matrix

• Matriks mitokondria adalah campuran kompleks dari protein dan enzim. Enzim ini penting untuk sintesis molekul ATP, ribosom mitokondria, tRNA dan DNA mitokondria.

DNA Mitokondria

DNA mitokondria atau mtDNA atau MDNA adalah DNA dalam mitokondria, sisa DNA pada sel eukariotik adalah nukleus, pada tanaman DNA juga ditemukan dalam kloroplas.

Mitokondria memiliki sejumlah kecil DNA mereka sendiri. DNA mitokondria manusia mencakup sekitar 16.500 pasangan DNA, itu merupakan sebagian kecil dari total DNA dalam sel. mtDNA mengandung 37 gen. Semua gen ini sangat penting untuk fungsi normal dari mitokondria.

DNA ini membantu mitokondria membagi secara independen dari sebuah sel. mtDNA bersifat turun menurun atau diwariskan. Fakta bahwa DNA mitokondria adalah diwariskan, ini memungkinkan untuk melacak garis keturunan secara mudah.

mtDNA di sebagian besar organisme multiselular adalah melingkar, kovalen tertutup, DNA beruntai ganda. mt.DNA rentan terhadap radikal oksigen bebas. Mutasi pada DNA mitokondria menyebabkan sejumlah penyakit seperti intoleransi saat olahraga

Penyakit Yang Disebabkan Mitokondria

Penyakit yang disebabkan oleh kegagalan atau abnormalnya fungsi mitokondria untuk menghasilkan energi bagi untuk keberlangsungan hidup organisme cukup fatal.  Penyakit mitokondria menyebabkan sebagian besar kerusakan pada sel-sel otak, jantung, fungsi hati, otot, fungsi ginjal, pernapasan, dan sistem endokrin.

Gejala yang ditimbulkan oleh kegagalan Mitokondria bergantung pada sel mana mereka berada, berikut adalah beberapa gejala umum yang terjadi pada kelainan mitokondria.

• Kehilangan kontrol gerak,
• Kelemahan otot dan nyeri,
• Gangguan gastro-intestinal,
• Kesulitan menelan,
• Pertumbuhan yang buruk,
• Penyakit jantung,
• Penyakit hati,
• Penyakit pernapasan,
• kejang,
• Visual / masalah pendengaran,
• Asidosis laktat,
• Keterlambatan perkembangan dan
• Kerentanan terhadap infeksi.

Mitokondria juga terdapat pada sel hewan, manusia, dan tumbuhan, namun tentu perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan menyebabkan perbedaan terhadap kedua bentuk sel ini pada masing masing makhluk hidup.

Nukleus

Sel Nukleus sebagian besar terdiri dari materi genetik sel, disusun sebagai molekul DNA yang sangat kompleks dengan berbagai macam protein, seperti histon, dan membentuk kromosom.

Fungsi Nukleus

Fungsi Nukleus adalah mengatur semua aktivitas sel yang dilakukan dengan mengendalikan enzim. Berikut adalah 8 fungsi dari sel nukleus:

1. Melakukan kontrol terhadap aktivitas Sel (memproduksi RNA)
2. Puast material genetik (DNA)
3. Membawa gen pada kromosom
4. Mengorganisasikan gen dalam kromosom untuk  melakukan pembelahan sel
5. Pengaturan transport dan produk gen melalui pori pori nuklir (nuclear pores)
6. Menghasilkan pesan (Ribonukleat atau mRNA) sebagai kode untuk protein
7. Menghasilkan ribosom di nukleolus
8. Mengatur uncoiling DNA untuk mereplikasi gen kunci

Setelah mengetahui pengertian nukleus dan fungsinya selanjutnya adalah proses pembelajaran penting lainnya yaitu mengenai struktur Nukleus yang wajib di ketahui.

Struktur Nukleus

Struktur Nukleus : 1. The nucleus; 2. Nuclear Lamina; 3. Nucleoplasm; 4. Euchromatin; 5. Heterochromatin; 6. The nucleolus; 7. The nuclear envelope; 8. Ribosomes; 9. Nuclear pore; 10. Rough Endoplasmic Reticulum;

Membran nuklir 

Membran nuklir adalah struktur berlapis ganda yang membungkus sel nukleus. Lapisan luar membran terhubung ke retikulum endoplasma. Sebuah ruang berisi cairan atau ruang perinuklear terletak diantara dua lapisan membran nuklir. Nukleus berkomunikasi dengan sisa sel atau sitoplasma melalui beberapa celah yang disebut pori-pori nuklir. Pori-pori nuklir tersebut adalah situs untuk pertukaran molekul besar (protein dan RNA) antara Nukleus dan sitoplasma.

Kromosom

Kromosom yang ada adalah dalam bentuk string DNA dan histon (molekul protein) yang disebut kromatin. Kromatin ini lebih lanjut diklasifikasikan menjadi heterochromatin dan euchromatin berdasarkan fungsinya. Tipe aslinya sangat kental, bentuk tidak aktif, sebagian besar terletak berdekatan dengan membran nuklir.

Nucleolus

The nucleolus (nukleolus jamak) adalah padat, bulat berbentuk struktur hadir di dalam nukleus. Beberapa organisme eukariotik memiliki inti yang berisi hingga empat nukleolus. Nukleolus memainkan peran tidak langsung dalam sintesis protein dengan memproduksi ribosom. Ribosom ini adalah organel sel terdiri dari RNA dan protein; mereka diangkut ke sitoplasma, yang kemudian melekat pada retikulum endoplasma. Ribosom adalah organel yang memproduksi protein sel. Nucleolus menghilang ketika sel mengalami pembelahan dan direformasi setelah selesainya pembelahan sel.

Cabang ilmu biologi yang mempelajari sel tubuh ini adalah Sitologi, besarnya ruang lingkup biologi membuat pembagian ilmu biologi ini cukup penting untuk menspesifikasikan pembelajaran.

Perbedaan Sel Hewan Dan Sel Tumbuhan

Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan secara mendasar dapat di lihat dari bagian-bagiannya. Perbedaan tersebut terkait dengan kedudukannya dalam rantai makanan pada ekosistem, yang meletakkan tumbuhan sebagai pemasok makanan (produsen), sebaliknya hewan sebagai prodator, pemangsa (konsumen). Hal inilah yang membuat fungsi kedua organisme ini berbeda terhadap lingkungan.

Pada dasarnya sel pada hewan maupun tumbuhan memiliki struktur sel yang sama di awal. Namun dalam perkembangannya sel dasar pada hewan maupun sel mengalami pergerakan yang berbeda mengikuti media lingkungannya. Sehingga mulai ditemui perbedaan secara ekologis.

Bentuk dan pembelahan sel

Pada cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel menemukan bahwa, sel tumbuhan secara umum memiliki bentuk yang lebih ke persegi, namun sel hewan berbentuk bulat dan melingkar. Proses pembelahan sel (sitokenesis) yang terjadi pada tumbuhan berlangsung dengan pembentukan lempeng sel. Berbeda dengan yang terjadi pada sel hewan yang melakukan pelekukkan sel, sehingga terbelah menjadi 2 bagian.

Dinding Sel

Pada sel tumbuhan dapat terlihat dinding sel yang tersusun dari selulosa dan bersifat keras da membran plasma. Hal ini bertujuan untuk melindungi dan memberikan bentuk tetap pada tetap. Berbeda dengan hewan yang hanya memiliki membran plasma sebagai lapisan terluar sel.

Kloroplas

Perbedaan sel hewan dan tumbuhan yang paling terlihat adalah keberadaan kloroplas (pada klorofil) di dalam sel tumbuhan. Kloroplas bekerja untuk mengumpulkan cahaya matahari sebagai bahan untuk melakukan proses fotosintesis dengan bantuan air dan karbon dioksida. Sehingga tumbuhan menghasilkan zat makanannya berupa zat gula yang berfungsi karbohidrat.

Vakuola
Vakuola terdapat pada bagian sel tumbuhan yang secara signifikan menempati sekitar 90% dari volume sel tumbuhan. Vakuola emiliki ukuran yang besar pada sel tumbuhah serta memiliki peran yang penting dalam pertumbuhan tanaman. Pada sel hewan hanya ditemukan sebagian kecil vakuola, kecil-kecil dalam jumlah yang banyak.

Plastida
Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan ini selanjutnya dapat ditemukan pada beragam jenis jamur, gangang  atau algae memiliki organel plastida. Plastida bertanggung jawab terhadap senyawa kimia mulai proses produksi hingga penyimpanan, termasuk juga pigmen tumbuhan. Berdasarkan jenis plastida warna sel dapat bervariasi. Misalnya kloroplas adalah jenis plastida yang berwarna hijau.

Contoh Perbedaan Sel Hewan Dan Sel Tumbuhan

Contoh perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan dapat di ibaratkan pada ganggang hijau biru yang memiliki sel prokariotik primitif, namun sel tumbuhan dan hewan adalah sel eukariotik yang lebih maju dibanding prokariotik. Perbedaan antara sel-sel ini tergantung pada kompleksitas organisme, jumlah dan jenis-jenis sel yang bisa berbeda.

Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan ini dipengaruhi oleh fungsi, bagian-bagian tubuh dan juga lingkungan yang berbeda pada setiap makhluk hidup, tidak hanya hewan dan tumbuhan.