MITOKONDRIA

OLEH::::FRANSISKA FITRIA DAMAYANTI (120302040)

FARIHATUL LAILI (12030204013)

PUNGKAS AYU HAPSARI (120302040)

FATHONATUN NISAK U.M (120302040)

MEGA SULISTIO ASTUTI (120302040)

HAMIDA GHOZIAH AKBAR (120302040)

HAFIS DWALUTHFI (120302040)

NURIL HIDAYATI (120302040)

ISTIQOMATUL AMALIYAH IZZAH (120302040)

DIANA PRATIWI (120302040)

STRUKTUR MITOKONDRIA

• DNA

• RIBOSOM

• MATRIKS

• MEMBRAN LUAR

• MEMBRAN DALAM

• RUANG ANTAR MEMBRAN

• KRISTA

PERBEDAAN DNAMITOKONDRIA DENGAN DNA INTI

DNA mitokondria DNA inti

Terdapat dalam jumlah banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel

Hanya berjumlah dua kopi

Hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited)

Merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua

Berbentuk lingkaran Berbentuk linier

FUNGSI MITOKONDRIA

• RESPIRASI

• FUNGSI LAINNYA TERMASUK:

• SEL SINYAL UNTUK NEURON

• MENGELOLA APOPTOSIS

• MENGONTROL SIKLUS SEL

• PEMANTAUAN DIFERENSIASI SEL PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

Proses RespirasiRespirasi terjadi pada seluruh sel yang hidup, khususnya

di Mitokondria. Proses ini bertujuan untuk membangkitkan energi kimia (ATP). ATP dibentuk dari penggabungan ADP + Pi (fosfat anorganik) dengan bantuan pompa H+-ATP-ase, dalam rantai transfer elektron yang terdapat pada membran mitokondria. Peristiwa aliran elektron dan atau proton (H+) dalam rantai tranfer elektron pada dasarnya adalah peristiwa Reduksi – Oksidasi (Redoks). Oleh sebab itu, pembentukan ATP yang digerakkan oleh energi hasil oksidasi dan perbedaan proton antara ruang antar membran dengan membran sebelah dalam mitokondria disebut fosfotilasi oksidatif. Teori pembentukan ATP oleh gradient proton ini dicetuskan oleh Piter Mitchell yang dikenalkan dengan teori Chemiosmotik.

Respirasi terbagi atas 2 yaitu :A. Respirasi AerobB. Respirasi Anaerob

RESPIRASI AEROB

REAKSI RESPIRASI AEROB SECARA SEDERHANA ADALAH :

• C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Respirasi aerob Reaksi katabolisme

Membutuhkan oksigen

Menghasilkan energi dalam jumlah besar

(ATP)

Digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia,

pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dll

Tahapan :I : Pembongkaran glukosa asam

piruvat. Tahapan ini disebut Glikolisis. Jalur pembongkaran ini disebut jalur EMP atau jalus pusat. Hal ini terjadi di sitosol atau di matrik plastida (khusus pada tumbuhan).

II : Dekarboksilasi – Oksidasi asam Piruvat (senyawa 3-C) as. Acetil-CoA (2-C). Proses ini berlangsung di matrik mitokondria.

III : Perombakan sempurna Acetil-CoA dalam daun TCA (daur asam trikarboksilat) atau daur Krebs. Peristiwa ini terjadi di matrik mitokondria.

IV : Oksidasi – reduksi dalam rantai transfer electron pada membran mitokondria.

Secara Umum Tahapan Respirasi Aerob adalah sebagai berikut:

PERBEDAAN ANTARA AEROB DAN ANAEROB

RESPIRASI ANAEROB

• FERMENTASI ALKHOHOL

RESPIRASI ANAEROB

• FERMENTASI ASAM LAKTAT

RESPIRASI ANAEROB

• HOMOFERMENTATIF

HOMOFERMENTATIF

GLIKOLISIS

GLIKOLISIS BERLANGSUNG DI DALAM SITOSOL. LINTASAN KATABOLISME INI ADALAH PROSES PEMECAHAN GLUKOSA MENJADI:

• ASAM PIRUVAT, PADA SUASANA AEROB (TERSEDIA OKSIGEN)

• ASAM LAKTAT, PADA SUASANA ANAEROB (TIDAK TERSEDIA OKSIGEN)

GLIKOLISIS MERUPAKAN JALUR UTAMA METABOLISME GLUKOSA AGAR TERBENTUK ASAM PIRUVAT, DAN SELANJUTNYA ASETIL-KOA UNTUK DIOKSIDASI DALAM SIKLUS ASAM SITRAT (SIKLUS KREB’S). SELAIN ITU GLIKOLISIS JUGA MENJADI LINTASAN UTAMA METABOLISME FRUKTOSA DAN GALAKTOSA.

CLICK HERE: HOW GLYCOLISIS WORKS

DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

REAKSI PENGUBAHAN ASAM

PIRUVAT YANG BERATOM

3 C BERATOM C DUA BUAH,

YAITU ASETIL KOENZIM-A

(ASETIL KO-A).

DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

• SERING JUGA DISEBUT SEBAGAI TAHAP PERSIAPAN UNTUK MASUK KE SIKLUS KREBS. REAKSI DO INI MENGAMBIL TEMPAT DI INTERMEMBRAN MITOKONDRIA.

• SETELAH GLIKOLISIS, JIKA MOLEKUL O2 CUKUP ASAM PIRUVAT AKAN MENJALANI TAHAPAN REAKSI SELANJUTNYA (SIKLUS KREBS DI MATRIKS MITOKONDRIA).

• JIKA O2 ≠ CUKUP ASAM PIRUVAT AKAN MENJALANI REAKSI FERMENTASI.

ASAM PIRUVAT YANG MENDAPAT MOLEKUL O2 YANG CUKUP TIDAK DAPAT BEGITU SAJA MASUK KE SIKLUS KREBS

↓

ASAM PIRUVAT MEMILIKI ATOM C TERLALU BANYAK, YAITU 3 BUAH

↓

PERSYARATAN MOLEKUL YANG DAPAT MENJALANI SIKLUS KREBS: MEMILIKI DUA ATOM C (2 C)

↓

KARENA ITU, ASAM PIRUVAT AKAN MENJALANI REAKSI DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

• MOLEKUL ASAM PIRUVAT YANG DIHASILKAN REAKSI GLIKOLISIS AKAN MELEPASKAN 1 GUGUS KARBOKSILNYA YANG SUDAH TEROKSIDASI SEMPURNA DAN MENGANDUNG

SEDIKIT ENERGI, YAITU DALAM BENTUK MOLEKUL CO2

• 2 ATOM KARBON YANG TERSISA DARI PIRUVAT AKAN DIOKSIDASI MENJADI ASETAT (BENTUK IONISASI ASAM ASETAT)

• ASETAT AKAN MENDAPAT TRANSFER ELEKTRON DARI NAD+ YANG TEREDUKSI MENJADI NADH

• KOENZIM A (SENYAWA YANG MENGANDUNG SULFUR YANG BERASAL DARI VIT. B) DIIKAT OLEH ASETAT DENGAN IKATAN YANG TIDAK STABIL DAN MEMBENTUK GUGUS ASETIL YANG SANGAT REAKTIF, YAITU ASETIL KOENZIM-A, YANG SIAP MEMBERIKAN ASETATNYA KE DALAM SIKLUS KREBS UNTUK PROSES OKSIDASI LEBIH LANJUT.SELAMA REAKSI TRANSISI INI, SATU MOLEKUL GLUKOSA YANG TELAH MENJADI 2 MOLEKUL ASAM PIRUVAT LEWAT REAKSI GLIKOLISIS MENGHASILKAN 2 MOLEKUL NADH.

SIKLUS KREBS

• SIKLUS KREBS DISEBUT JUGA SIKLUS ASAM SITRAT, KARENA SENYAWA PERTAMA YANG TERBENTUK ADALAH ASAM SITRAT.

• TEMPAT BERLANGSUNG : MEMBRAN MITOKONDRIA

TUJUAN SIKLUS KREBS • MENGGAMBARKAN BAHWA CO2 TIDAK HANYA

MERUPAKAN HASIL AKHIR METABOLISME, NAMUN DAPAT BERPERAN SEBAGAI ZAT ANTARA, MISALNYA UNTUK PROSES LIPOGENESIS.

• MENGENALI PERAN SENTRAL MITOKONDRIA PADA KATALISIS DAN PENGENDALIAN JALUR-JALUR METABOLIK TERTENTU, MITOKONDRIA BERFUNGSI SEBAGAI PENGHASIL ENERGI.

TAHAPAN SIKLUS KREBS

• sitratase mengkatalisis reaksi kondensasi antara asetil KoA dengan oksaloasetat menghasilkan sitrat.

PEMBENTUKAN ASAM SITRAT

• cis-akonitat, dikatalis secara reversible oleh enzim akonitase.

• Enzim ini mengkatalisis reaksi reversible penambahan H2O pada ikatan rangkap cis-akonitat dalam dua arah, yang satu ke pembentukan isositrat.

PEMBENTUKAN ASAM

ISOSITRAT

• pembentukan senyawa antar oksalosuksinat yang berikatan dengan enzim isositrat dehidrogenase dengan NAD berperan sebagai koenzimnya.

PEMBENTUKAN ASAM α

KETOGLUTARAT

• Asam α-ketoglutarat diubah menjadi Suksinil KoA dengan jalan dekarboksilasi oksidatif.

• suksinil KoA melepaskan koenzimnya dengan dirangkaikan dengan reaksi pembentukan energy, GTP dari GDP dan fosfat

PEMBENTUKAN ASAM

SUKSINAT

• suksinat dioksidasi menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase yang berkaitan dengan flavin adenine dinukleotida (FAD)

PEMBENTUKAN ASAM FUMARAT

• penambahan satu molekul H2O ke ikatan rangkap fumarat, menghasilkan L-malat, dengan dikatalis enzim fumarase

PEMBENTUKAN ASAM

MALAT

• L-malat dioksidasi menjadi oksalo asetat oleh enzim L-malat yang berikatan dengan NAD

PEMBENTUKAN ASAM

OKSALOASETAT

TRANSPOR ELEKTRON

• RANTAI TRANSPOR ELEKTRON ADALAH TAHAPAN TERAKHIR DARI REAKSI RESPIRASI AEROB

• DISEBUT JUGA SISTEM RANTAI RESPIRASI ATAU SISTEM OKSIDASI TERMINAL.

• BERLANGSUNG PADA KRISTA (MEMBRAN DALAM) MITOKONDRIA

• MOLEKUL YANG BERPERAN PENTING: NADH DAN FADH2

YANG DIHASILKAN PADA REAKSI GLIKOLISIS, DEKARBOKSILASI OKSIDATIF DAN SIKLUS KREBS

• MOLEKUL LAIN YANG BERPERAN: MOLEKUL OKSIGEN, KOENZIM Q (UBIQUINONE), SITOKROM B, SITOKROM C, DAN SITOKROM A.

• KOMPLEKS TRANSPOR ELEKTRON TERSUSUN ATAS LIMA KOMPLEKS PROTEIN YANG MEMILIKI FUNGSI SPESIFIK, ANTARA LAIN:

1. KOMPLEKS I → NADH REDUKTASE

2. KOMPLEKS II → SUKSINAT DEHIDROGENASE

3. KOMPLEKS III → SITOKROM REDUKTASE

4. KOMPLEKS IV → ALIRAN ION HIDROGEN DARI MATRIKS MENUJU RUANG INTERMEMBRAN

5. KOMPLEKS V → ENZIM ATP SINTASE

• SECARA KESELURUHAN, SEJAK REAKSI GLIKOLISIS SAMPAI SIKLUS KREBS TELAH DIHASILKAN NADH

SEBANYAK 10 MOLEKUL DAN FADH2 SEBANYAK 2

MOLEKUL.

• 10 NADH DAN 2 FADH2 MENGALAMI OKSIDASI SESUAI

REAKSI BERIKUT:

• SETIAP OKSIDASI NADH MENGHASILKAN 3 MOLEKUL ATP

• 2 MOLEKUL ATP UNTUK SETIAP OKSIDASI FADH2

• JADI, DALAM TRANSPOR ELEKTRON DIHASILKAN 34 ATP

• DITAMBAH DARI HASIL GLIKOLISIS (2ATP) DAN SIKLUS KREBS (2 ATP), MAKA SECARA KESELURUHAN REAKSI RESPIRASI SELULER MENGHASILKAN TOTAL 38 ATP

• JADI 1 MOLEKUL GLUKOSA MENGHASILKAN TOTAL 38 ATP

• AKAN TETAPI, 2 ATP DIBUTUHKAN UNTUK MELAKUKAN TRANSPOR AKTIF, MAKA HASIL BERSIH SETIAP RESPIRASI SELULER ADALAH 36 ATP.

TERIMAKASIH......