KULIAH BIOLOGI SEL

MITOKONDRIA

Fraksi terbesar dalam sitoplasma sel Eukariotik

Pada sel hati : 1000-2000 organel (1/5 dari total volume sel

Bentuk : kaku, silindris memanjang, diameter 0,5 - 1 µm, panjang 3 µm

Lokasi : dalam sel dan banyak ditemukan pada sel yang memerlukan energi (ATP) tinggi

MITOKONDRIA PADA SEL OTOT JANTUNG DAN EKOR SPERMA

Kedua sel diatas banyak memerlukan banyak energi untuk aktivitasnya

ORGANISASI MITOKONDRIA

Protein mitokondria dalam sel hati :

67% berada di matrik,

21% berada di membran dalam

6% berada di membran luar

6% berada di intermembrane space

STRUKTUR MITOKONDRIA

MATRIX

INNER MEMBRANE

OUTER MEMBRANE

INTERMEMBRANE SPACE

MATRIX

Mengandung beratus-ratus enzim berbeda yang diperlukan untuk oksidasi piruvat dan asam lemak, dan untuk siklus asam sitrat

Mengandung beberapa copy genom DNA yang identik, ribosom mitokondria, tRNA, dan beberapa enzim yang diperlukan untuk ekspresi gen mitokondria

INNER MEMBRANE

Struktur berlipat-lipat membentuk cristae untuk memperluas area total permukaan

Mengandung 3 protein utama, yaitu: (1) protein yang berperan dalam reaksi oksidasi pada rantai respirasi, (2) protein pada komplek ensim ATP synthase untuk pembuatan ATP dalam matrix, dan (3) protein transport spesifik untuk regulasi lintasan metabolit kedalam dan keluar matrix, bersifat selektif permeabel

Mengandung cardiolipin (double phospholipid), penyusun 10% dari lipid membran dan membuat membran bersifat impermeabel terhadap ion

OUTER MEMBRANE

Mengandung sejumlah besar channel-forming protein yang dinamakan porin

Bersifat permeabel untuk semua molekul 5000 Da

Mengandung protein kecil Molekul dapat masuk ke intermembrane space,

tetapi tidak dapat melewati inner membrane karena bersifat impermeabel

Mengandung enzim yang berperan dalam perubahan substrat lipid menjadi bentuk yang dapat dimetabolime dalam matrix

INTERMEMBRANE SPACE

Mengandung sejumlah enzim yang menggunakan ATP melalui matrix untuk fosforilasi nukleotida lain

OKSIDASI MITOKONDRIA

GLUKOSA LEMAK

GLIKOLISIS DI SITOSOL

PIRUVAT DAN ASAM LEMAK

MASUK DALAM MATRIX MITOKONDRIA

ASETIL CoA SIKLUS ASAM SITRAT

SIKLUS OKSIDASI ASAM LEMAK MENJADI ASETIL CoA

Dalam matrix

Asam Lemak (2C)

Asetil CoA

+

NADH

+

FADH2

KONVERSI PIRUVAT MENJADI ASETIL CoA

SIKLUS ASAM SITRAT

= Tricarboxylic acid cycle

= Krebs cycle

CH3COOH + H2O + 3 NAD+ + FAD

2 CO2 + 3 NADH + FADH2

NADH dan FADH2 sebagai sumber elektron untuk mereduksi O2 menjadi

H2O dalam inner membrane

PROSES KONVERSI ENERGI YANG DIKATALISIS OLEH MITOKONDRIA

Inner membrane dikatakan energy-

conversion machine

ADP + Pi

ATP

ATP synthase (ATPase)

MEKANISME UMUM FOSFORILASI OKSIDATIF

Elektron berenergi tinggi melewati sepanjang rantai transport elektron. Beberapa energi yang terlepas digunakan untuk menggerakkan 3 kompleks enzim respiratori memompa H+ keluar dari matrix. Adanya gradient proton elektrokimia melintasi inner membrane mengakibatkan H+ kembali melalui ATP synthase. Kompleks protein transmembrane ini menggunakan energi dari aliran H+ untuk mensintesis ATP dari ADP + Pi dalam matrix.

PROSES TRANSPORT AKTIF MEMBAWA GRADIEN PROTON ELEKTROKIMIA MELINTASI INNER

MEMBRANE MITOKONDRIA

SUMMARY METABOLISME ENERGI PADA MITOKONDRIA

TRANSPORT H+ DALAM BAKTERI

Kekuatan gerakan proton melintasi membran plasma memompa nutrient masuk sel dan mengeluarkan Na+

A. Gradien proton elektrokimia terjadi oleh rantai respirasi dan kemudian digunakan oleh ATP synthase untuk membuat ATP dan transport beberapa nutrient masuk sel.

B. ATP diperoleh dari glikolisis. Sebagian ATP dihidrolisis oleh ATP synthase untuk memberikan kekuatan gerak proton transmembran yang akan menggerakkan proses transport