STRUKTUR DAN FUNGSI STRUKTUR DAN FUNGSI
ST RU K T U R DAN FU N GSI
M I T OK ON DRI A
Mitokondria
Mitokondria merupakan
organel yang tersebar
dalam sitosol organisme
eukariot.
STRUKTUR MITOKONDRIA
• Ukuran :
– diameter 0.2 – 1.0 μm
– panjang 11 4 μm
• ∑ mitokondria dalam Æ bervariasi sesuai
g fungsi
g dari sel tersebut
dengan
Contoh:
– Sel hati Æ mitokondria 15 – 20% volume sel
• Pada sel tumbuhan Æ mitokondria sumber
ATP untuk sel y
yang
g tidak fotosintesis
STRUKTUR MITOKONDRIA
•
Memiliki membran ‘lipid bilayer’
ganda
d Æ
– membran luar
– sistem membran dalam yang
kompleks Æ invaginasi Æ krista
– Diantara kedua membran terdapat
ruang antar/inter membran
•
•
protein terlarut,
Matriks Æ berisi p
berbentuk seperti gel
Matriks mitokondria
– Mengandung ribosom, enzim, DNA
sirkular
ik l
– Mengandung enzim untuk
pengubahan piruvat Æ asetil CoA
Membran mitokondria
1. Membran luar
• mengelilingi 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 Æ krista.
• Mengandung 5 kelompok protein integral membran
5 kelompok protein integral membran pada membran
dalam mitokondria:
o NADH dehidrogenase,
o suksinat dehidrogenase,
o sitokrom
it k
c reduktase
d kt
(j
(juga dik
dikenall sebagai
b
i kompleks
k
l k
sitokrom b-c1),
o sitokrom c oksidase,
o ATP sintase
• Memiliki DNA sirkular
yang mengkode
enzim dan beberapa
protein yang diperlukan
mitokondria untuk
menjunang aktivitas pada
mitokondria
Æbeberapa protein yang
diperlukan mitokondria
dikode oleh inti
• Mitokondria Æ dinamis :
– Berpindah
B
i d h tempat
t
t dalam
d l
sitosol
it
l
– Struktur dapat berubah
– Fusi dan fisi
• Berperan
p
dalam respirasi
p
sel, menghasilkan
g
ATP Î energi untuk metabolisme
Mitokondria diperkirakan berasal dari organisme
eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot
Fungsi Mitokondria
pengubahan energi
potensial dalam
bentuk makanan
menjadi ATP
Tempat terjadinya
metabolisme
oksidatif Ærespirasi
seluler
Pemecahan molekul
makanan
k
•
3 langkah pemecahan molekul
makanan :
a) Stadium 1 :
– makromolekul Æ subunit
sederhana oleh enzim-enzim
pencernaan :
•
•
•
Protein Æ asam amino
Polisakarida Æ gula
Lemak Æ asam lemak & gliserol
b) Stadium 2:
– subunit
b it sederhana
d h
Æ asetil
til C
CoA
A
•
•
•
Subunit sederhana Æ piruvat
Æsitoplasma sel
PiruvatÆ asetil CoA Î
mitokondria
Æ hasilkan sejumlah kecil ATP
dan NADH
c) Stadium 3 :
– Oksidasi asetil CoA menjadi H2O
dan CO2 Æ mitokondria
– Menghasilkan sejumlah besar ATP
Æ fosforilasi oksidatif
RESPIRASI SELULER
Respirasi seluler merupakan proses
oksidasi molekul makanan, mis.
glukosa, menjadi CO2 dan H2O Î E
dalam bentuk ATP Î menunjang
aktivitas sel yyang
g memerlukan energi
g
Respirasi berlangsung dalam dua tahap
:
¾ glikolisis,
lik li i pemecahan
h glukosa
l k
Î
asam piruvat Æ berlangsung di dalam
sitosol
¾ oksidasi asam piruvat Î CO2 + H2O
Æ berlangsung di dalam mitokondria
Æ siklus Krebs
Persamaan umum respirasi
C6H2O6 + 6 O2 Î 6 CO2 + 6 H2O + E
Glikolisis
Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi
pada setiap jenis sel
Î Berlangsung
g
g di dalam sitosol
Î Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat
– melalui suatu urutan reaksi & menggunakan enzim-enzim
Persamaan reaksi :
C6H12O6 + 2NAD+ Æ 2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+
Pada glikolisis terdapat 9 reaksi, masing-masing dibantu oleh
enzim yang spesifik.
Î Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi
proses fosforilasi
Î Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+
Î Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi
tinggi Î ATP
Î Pada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C,
yaitu :
• Fosfogliseraldehid (PGAL)
• Dihidroksiaseton Æ dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim
isomerase
Akhir dari proses glikolisis
Î dua molekul asam piruvat (3 – C),
Î dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa
Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat
masuk ke jalur :
- Fermentasi alcohol
- Fermentasi asam laktat
Jalur Respirasi Aerobik dan
Anaerobik
Fermentasi alkohol Î pada ragi
Î asam piruvat
i
did
didekarboksilasi
k b k il i d
dan di
direduksi
d k i
oleh NADH membentuk CO2 dan ethanol
Î Persamaan
P
reaksi
k i
C3H4O3 + NADH + H+ Æ CO2 + C2H5OH + NAD+
Î Proses dinamakan fermentasi alkoholik
Pada otot yang sedang berkontraksi
Î Asam piruvat direduksi oleh NADH
membentuk molekul asam laktat
Î Persamaan reaksi
C3H4O3 + NADH + H+ Æ C3H6O3 + NAD+
Î Proses dinamakan fermentasi asam laktat
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
• Oksidasi asetil CoA Æ CO2
Siklus Krebs & transfer elektron
• menghasilkan 3 NADH & FADH2 Æ ATP ?
• elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke
electron carrier – berlangsung pada
membran dalam mitokondria
• Akseptor
Ak
t elektron
l kt
: O2 yang akan
k di
direduksi
d k i
dan membentuk H2O
• Pergerakan proton kembali melewati
membran oleh ATP-synthase
Transport elektron
• Dari molekul NADH dan FADH2
• Perlu oksigen
Transfer elektron
• Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada
membran dalam mitokondria
Transport elektron
• Menyebabkan terjadinya gradien proton
– perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran
mitokondria
it k d i
– Terjadi perbedaan potensial membran
– Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk
mengembalikan proton H+ kembali ke matriks
• Gradien p
proton Æ digunakan
g
untuk sintesis ATP
oleh ATP sintase
Ringkasan
Senyawa penghambat aktivitas
respirasi
i i seluler
l l
M I T OK ON DRI A
Mitokondria
Mitokondria merupakan
organel yang tersebar
dalam sitosol organisme
eukariot.
STRUKTUR MITOKONDRIA
• Ukuran :
– diameter 0.2 – 1.0 μm
– panjang 11 4 μm
• ∑ mitokondria dalam Æ bervariasi sesuai
g fungsi
g dari sel tersebut
dengan
Contoh:
– Sel hati Æ mitokondria 15 – 20% volume sel
• Pada sel tumbuhan Æ mitokondria sumber
ATP untuk sel y
yang
g tidak fotosintesis
STRUKTUR MITOKONDRIA
•
Memiliki membran ‘lipid bilayer’
ganda
d Æ
– membran luar
– sistem membran dalam yang
kompleks Æ invaginasi Æ krista
– Diantara kedua membran terdapat
ruang antar/inter membran
•
•
protein terlarut,
Matriks Æ berisi p
berbentuk seperti gel
Matriks mitokondria
– Mengandung ribosom, enzim, DNA
sirkular
ik l
– Mengandung enzim untuk
pengubahan piruvat Æ asetil CoA
Membran mitokondria
1. Membran luar
• mengelilingi 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 Æ krista.
• Mengandung 5 kelompok protein integral membran
5 kelompok protein integral membran pada membran
dalam mitokondria:
o NADH dehidrogenase,
o suksinat dehidrogenase,
o sitokrom
it k
c reduktase
d kt
(j
(juga dik
dikenall sebagai
b
i kompleks
k
l k
sitokrom b-c1),
o sitokrom c oksidase,
o ATP sintase
• Memiliki DNA sirkular
yang mengkode
enzim dan beberapa
protein yang diperlukan
mitokondria untuk
menjunang aktivitas pada
mitokondria
Æbeberapa protein yang
diperlukan mitokondria
dikode oleh inti
• Mitokondria Æ dinamis :
– Berpindah
B
i d h tempat
t
t dalam
d l
sitosol
it
l
– Struktur dapat berubah
– Fusi dan fisi
• Berperan
p
dalam respirasi
p
sel, menghasilkan
g
ATP Î energi untuk metabolisme
Mitokondria diperkirakan berasal dari organisme
eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot
Fungsi Mitokondria
pengubahan energi
potensial dalam
bentuk makanan
menjadi ATP
Tempat terjadinya
metabolisme
oksidatif Ærespirasi
seluler
Pemecahan molekul
makanan
k
•
3 langkah pemecahan molekul
makanan :
a) Stadium 1 :
– makromolekul Æ subunit
sederhana oleh enzim-enzim
pencernaan :
•
•
•
Protein Æ asam amino
Polisakarida Æ gula
Lemak Æ asam lemak & gliserol
b) Stadium 2:
– subunit
b it sederhana
d h
Æ asetil
til C
CoA
A
•
•
•
Subunit sederhana Æ piruvat
Æsitoplasma sel
PiruvatÆ asetil CoA Î
mitokondria
Æ hasilkan sejumlah kecil ATP
dan NADH
c) Stadium 3 :
– Oksidasi asetil CoA menjadi H2O
dan CO2 Æ mitokondria
– Menghasilkan sejumlah besar ATP
Æ fosforilasi oksidatif
RESPIRASI SELULER
Respirasi seluler merupakan proses
oksidasi molekul makanan, mis.
glukosa, menjadi CO2 dan H2O Î E
dalam bentuk ATP Î menunjang
aktivitas sel yyang
g memerlukan energi
g
Respirasi berlangsung dalam dua tahap
:
¾ glikolisis,
lik li i pemecahan
h glukosa
l k
Î
asam piruvat Æ berlangsung di dalam
sitosol
¾ oksidasi asam piruvat Î CO2 + H2O
Æ berlangsung di dalam mitokondria
Æ siklus Krebs
Persamaan umum respirasi
C6H2O6 + 6 O2 Î 6 CO2 + 6 H2O + E
Glikolisis
Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi
pada setiap jenis sel
Î Berlangsung
g
g di dalam sitosol
Î Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat
– melalui suatu urutan reaksi & menggunakan enzim-enzim
Persamaan reaksi :
C6H12O6 + 2NAD+ Æ 2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+
Pada glikolisis terdapat 9 reaksi, masing-masing dibantu oleh
enzim yang spesifik.
Î Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi
proses fosforilasi
Î Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+
Î Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi
tinggi Î ATP
Î Pada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C,
yaitu :
• Fosfogliseraldehid (PGAL)
• Dihidroksiaseton Æ dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim
isomerase
Akhir dari proses glikolisis
Î dua molekul asam piruvat (3 – C),
Î dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa
Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat
masuk ke jalur :
- Fermentasi alcohol
- Fermentasi asam laktat
Jalur Respirasi Aerobik dan
Anaerobik
Fermentasi alkohol Î pada ragi
Î asam piruvat
i
did
didekarboksilasi
k b k il i d
dan di
direduksi
d k i
oleh NADH membentuk CO2 dan ethanol
Î Persamaan
P
reaksi
k i
C3H4O3 + NADH + H+ Æ CO2 + C2H5OH + NAD+
Î Proses dinamakan fermentasi alkoholik
Pada otot yang sedang berkontraksi
Î Asam piruvat direduksi oleh NADH
membentuk molekul asam laktat
Î Persamaan reaksi
C3H4O3 + NADH + H+ Æ C3H6O3 + NAD+
Î Proses dinamakan fermentasi asam laktat
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
• Oksidasi asetil CoA Æ CO2
Siklus Krebs & transfer elektron
• menghasilkan 3 NADH & FADH2 Æ ATP ?
• elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke
electron carrier – berlangsung pada
membran dalam mitokondria
• Akseptor
Ak
t elektron
l kt
: O2 yang akan
k di
direduksi
d k i
dan membentuk H2O
• Pergerakan proton kembali melewati
membran oleh ATP-synthase
Transport elektron
• Dari molekul NADH dan FADH2
• Perlu oksigen
Transfer elektron
• Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada
membran dalam mitokondria
Transport elektron
• Menyebabkan terjadinya gradien proton
– perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran
mitokondria
it k d i
– Terjadi perbedaan potensial membran
– Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk
mengembalikan proton H+ kembali ke matriks
• Gradien p
proton Æ digunakan
g
untuk sintesis ATP
oleh ATP sintase
Ringkasan
Senyawa penghambat aktivitas
respirasi
i i seluler
l l