STRUKTUR DAN FUNGSI
    MITOKONDRIA
Mitokondria
Mitokondria merupakan
organel yang tersebar
dalam sitosol organisme
eukariot.
STRUKTUR MITOKONDRIA
• Ukuran :
  – diameter 0.2 – 1.0 μm
  – panjang 1- 4 μm
            1
• ∑ mitokondria dalam      bervariasi sesuai
  dengan fungsi dari sel tersebut
     g      g
  Contoh:
  – Sel hati   mitokondria 15 – 20% volume sel
• Pada sel tumbuhan     mitokondria sumber
  ATP untuk sel yang tidak fotosintesis
                y g
STRUKTUR MITOKONDRIA
•   Memiliki membran ‘lipid bilayer’
    ganda
       d
     – membran luar
     – sistem membran dalam yang
       kompleks     invaginasi  krista
     – Diantara kedua membran terdapat
       ruang antar/inter membran
•   Matriks   berisi protein terlarut,
                     p
    berbentuk seperti gel
•   Matriks mitokondria
     – Mengandung ribosom, enzim, DNA
       sirkular
        ik l
     – Mengandung enzim untuk
       pengubahan piruvat  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 krista.
   • Mengandung 5 kelompok protein integral membran
5 kelompok protein integral membran pada membran
dalam mitokondria:
o NADH dehidrogenase,
o suksinat dehidrogenase,
o sitokrom c reduktase (j
   it k        d kt    (juga dik
                             dikenal sebagai kompleks
                                   l b     ik    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
    beberapa protein yang
  diperlukan mitokondria
  dikode oleh inti
• Mitokondria     dinamis :
  –BBerpindah tempat dalam sitosol
         i d ht       td l  it   l
  – Struktur dapat berubah
  – Fusi dan fisi




• Berperan dalam respirasi sel, menghasilkan
     p              p              g
          ATP    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 respirasi
  seluler
Pemecahan molekul
    makanan
      k
•    3 langkah pemecahan molekul
     makanan :
     a) Stadium 1 :
     – makromolekul     subunit
        sederhana oleh enzim-enzim
        pencernaan :
        •   Protein    asam amino
        •   Polisakarida   gula
        •   Lemak     asam lemak & gliserol
     b) Stadium 2:
     – subunit sederhana
          b it d h              asetil C A
                                   til CoA
        •   Subunit sederhana     piruvat
              sitoplasma sel
        •   Piruvat asetil CoA
            mitokondria
        •      hasilkan sejumlah kecil ATP
            dan NADH
     c) Stadium 3 :
     – Oksidasi asetil CoA menjadi H2O
        dan CO2      mitokondria
     – Menghasilkan sejumlah besar ATP
           fosforilasi oksidatif
RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses
 oksidasi molekul makanan, mis.
 glukosa, menjadi CO2 dan H2O        E
 dalam bentuk ATP          menunjang
 aktivitas sel yang memerlukan energi
               y g                 g

Respirasi berlangsung dalam dua tahap
  :
   glikolisis, pemecahan glukosa
    lik li i         h    l k
  asam piruvat     berlangsung di dalam
  sitosol
  oksidasi asam piruvat     CO2 + H2O
      berlangsung di dalam mitokondria
      siklus Krebs
Persamaan umum respirasi

  C 6 H 2O 6 + 6 O 2   6 CO2 + 6 H2O + E
Glikolisis
Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi
pada setiap jenis sel
   Berlangsung di dalam sitosol
          g    g
   Degradasi 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 fosforilasi
      Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+
      Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi
      tinggi   ATP
      Pada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C,
      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 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     pada ragi

  asam piruvat did k b k il i d di d k i
        i      didekarboksilasi dan direduksi
 oleh NADH membentuk CO2 dan ethanol
  Persamaan reaksi
  P              k i
  C3H4O3 + NADH + H+   CO2 + C2H5OH + NAD+
  Proses 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 elektron
• menghasilkan 3 NADH & FADH2         ATP ?
• elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke
  electron carrier – berlangsung pada
  membran dalam mitokondria
• Ak
  Akseptor elektron : O2 yang akan di d k i
         t   l kt               k direduksi
  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 proton
          p        digunakan untuk sintesis ATP
                     g
  oleh ATP sintase
Ringkasan
Senyawa penghambat aktivitas
      respirasi seluler
          i i l l

Struktur dan-fungsi-mitokondria

  • 1.
  • 2.
    Mitokondria Mitokondria merupakan organel yangtersebar dalam sitosol organisme eukariot.
  • 3.
    STRUKTUR MITOKONDRIA • Ukuran: – diameter 0.2 – 1.0 μm – panjang 1- 4 μm 1 • ∑ mitokondria dalam bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut g g Contoh: – Sel hati mitokondria 15 – 20% volume sel • Pada sel tumbuhan mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis y g
  • 4.
    STRUKTUR MITOKONDRIA • Memiliki membran ‘lipid bilayer’ ganda d – membran luar – sistem membran dalam yang kompleks invaginasi krista – Diantara kedua membran terdapat ruang antar/inter membran • Matriks berisi protein terlarut, p berbentuk seperti gel • Matriks mitokondria – Mengandung ribosom, enzim, DNA sirkular ik l – Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA
  • 5.
    Membran mitokondria 1. Membranluar • 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 krista. • Mengandung 5 kelompok protein integral membran
  • 6.
    5 kelompok proteinintegral membran pada membran dalam mitokondria: o NADH dehidrogenase, o suksinat dehidrogenase, o sitokrom c reduktase (j it k d kt (juga dik dikenal sebagai kompleks l b ik l k sitokrom b-c1), o sitokrom c oksidase, o ATP sintase
  • 7.
    • Memiliki DNAsirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan mitokondria dikode oleh inti
  • 8.
    • Mitokondria dinamis : –BBerpindah tempat dalam sitosol i d ht td l it l – Struktur dapat berubah – Fusi dan fisi • Berperan dalam respirasi sel, menghasilkan p p g ATP energi untuk metabolisme
  • 9.
    Mitokondria diperkirakan berasaldari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot
  • 10.
    Fungsi Mitokondria pengubahan energi potensial dalam bentuk makanan menjadi ATP Tempat terjadinya metabolisme oksidatif respirasi seluler
  • 11.
    Pemecahan molekul makanan k • 3 langkah pemecahan molekul makanan : a) Stadium 1 : – makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan : • Protein asam amino • Polisakarida gula • Lemak asam lemak & gliserol b) Stadium 2: – subunit sederhana b it d h asetil C A til CoA • Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel • Piruvat asetil CoA mitokondria • hasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH c) Stadium 3 : – Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria – Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif
  • 12.
    RESPIRASI SELULER Respirasi selulermerupakan proses oksidasi molekul makanan, mis. glukosa, menjadi CO2 dan H2O E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi y g g Respirasi berlangsung dalam dua tahap : glikolisis, pemecahan glukosa lik li i h l k asam piruvat berlangsung di dalam sitosol oksidasi asam piruvat CO2 + H2O berlangsung di dalam mitokondria siklus Krebs
  • 13.
    Persamaan umum respirasi C 6 H 2O 6 + 6 O 2 6 CO2 + 6 H2O + E
  • 14.
    Glikolisis Glikolisis merupakan proseskatabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel Berlangsung di dalam sitosol g g Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat – melalui suatu urutan reaksi & menggunakan enzim-enzim Persamaan reaksi : C6H12O6 + 2NAD+ 2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+
  • 16.
    Pada glikolisis terdapat9 reaksi, masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik. Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+ Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi ATP Pada tahap 4, gula 6 – C dipecah menjadi 2 senyawa 3 – C, 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 glukosa Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen), asam piruvat dapat masuk ke jalur : - Fermentasi alcohol - Fermentasi asam laktat
  • 17.
  • 18.
    Fermentasi alkohol pada ragi asam piruvat did k b k il i d di d k i i didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan ethanol Persamaan reaksi P k i C3H4O3 + NADH + H+ CO2 + C2H5OH + NAD+ Proses dinamakan fermentasi alkoholik
  • 19.
    Pada otot yangsedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi C3H4O3 + NADH + H+ C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat
  • 21.
    Siklus Krebs/Siklus asamsitrat • Oksidasi asetil CoA CO2
  • 22.
    Siklus Krebs &transfer elektron • menghasilkan 3 NADH & FADH2 ATP ? • elektron dari NADH & FADH2 ditransfer ke electron carrier – berlangsung pada membran dalam mitokondria • Ak Akseptor elektron : O2 yang akan di d k i t l kt k direduksi dan membentuk H2O • Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase
  • 24.
    Transport elektron • Darimolekul NADH dan FADH2 • Perlu oksigen
  • 25.
    Transfer elektron • Memanfaatkankompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria
  • 26.
    Transport elektron • Menyebabkanterjadinya 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 proton p digunakan untuk sintesis ATP g oleh ATP sintase
  • 29.
  • 30.
    Senyawa penghambat aktivitas respirasi seluler i i l l