Mitokondria: Pihak, Fungsi dan Penyakit Terkait

Mitokondria adalah organel kecil (bagian sel yang memiliki fungsi spesifik) yang bertanggung jawab untuk memecah nutrisi dan membuat molekul penuh energi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat, molekul khusus), yang digunakan kemudian oleh sel .

Untuk alasan ini, dikatakan bahwa mitokondria bertindak sebagai sistem pencernaan sel, yang dapat dibandingkan dengan sistem listrik yang menyediakan tenaga listrik ke pusat perbelanjaan atau kota, yaitu, sumber daya.

Sistem pembangkit tenaga listrik menggunakan bahan bakar untuk "menciptakan" listrik. Semakin besar kota, semakin banyak energi yang dibutuhkan.

Demikian pula, jika sel-sel lebih aktif, mereka membutuhkan jumlah mitokondria yang lebih besar.

Untuk menghasilkan ATP, mitokondria melakukan proses yang disebut respirasi seluler. Mitokondria mengambil molekul makanan dalam bentuk karbohidrat dan menggabungkannya dengan oksigen untuk memberikan hasil akhir dari ATP. Mereka menggunakan protein yang disebut enzim untuk reaksi kimia yang benar terjadi.

Respirasi seluler menguraikan zat yang diterima dalam senyawa yang lebih sederhana (karbon dioksida dan air), dan di sinilah pelepasan energi yang menyediakan organisme berlangsung.

Organel yang disebut mitokondria ini mengapung bebas di semua sel eukariotik, baik hewan maupun tumbuhan.

Beberapa sel, seperti eritrosit (sel darah merah) tidak mengandung mitokondria. Jumlahnya dapat bervariasi dari satu hingga 10.000, tergantung pada jenis sel.

Dalam kasus sel-sel otot, yang membutuhkan banyak energi, mereka lebih banyak. Di sisi lain, neuron tidak membutuhkan banyak energi, oleh karena itu mereka memiliki jumlah mitokondria yang lebih kecil.

Mitokondria mampu mengubah bentuk dengan cepat (elips atau oval) serta bergerak di dalam sel jika perlu.

Bahkan jika sel tidak mendapatkan energi yang cukup, ia dapat mereproduksi dirinya sendiri dengan menjadi lebih besar dan membelahnya kemudian, dalam proses yang disebut pembelahan biner.

Sebaliknya, jika sel membutuhkan jumlah energi yang lebih kecil, beberapa mitokondria menjadi tidak aktif atau mati.

Pesta Struktur mitokondria

Mitokondria bersifat dinamis dan terus-menerus bergabung membentuk rantai dan kemudian berpisah. Mereka biasanya memiliki bentuk seperti kapsul ketika dilihat secara individual.

Dengan bantuan mikroskop elektron, dimungkinkan untuk menentukan bagian mitokondria berikut ini:

Membran luar

Ini benar-benar permeabel terhadap molekul kecil. Dengan permukaan yang halus, itu berisi saluran khusus yang mengangkut molekul yang lebih besar. Ini juga berfungsi sebagai perlindungan dan bentuknya bervariasi dari bulat ke memanjang.

Di dalamnya ada porins, protein khusus yang memenuhi fungsi pori-pori (karenanya dinamai) tempat molekul-molekul lain dapat lewat secara bergantian.

Membran Internal

Juga disebut "membran intermitochondrial". Itu kurang permeabel daripada yang eksternal, yaitu, itu hanya memungkinkan molekul yang jauh lebih kecil untuk masuk ke dalam matriks.

Di dalamnya ada lipatan yang disebut "puncak". Banyak reaksi kimia yang terjadi di mitokondria terjadi secara khusus di membran dalam.

Membran ini mengandung sistem transpor elektron, di mana mereka dibawa dari satu komponen protein ke yang berikutnya, membentuk rantai.

Ruang intermembran

Ini tentang ruang yang ada antara membran luar dan dalam. Ini juga disebut "rongga".

Hal ini ditandai dengan memiliki konsentrasi proton yang tinggi, karena keberadaan sistem transpor elektron di membran bagian dalam.

Ruang ini kira-kira 70 ångström, yaitu 7 x 10-9 meter (0, 000000007 m).

Puncak

Mereka adalah lipatan membran bagian dalam dan membantu meningkatkan area permukaan, sehingga lebih banyak reaksi kimia seperti transpor elektron dan respirasi sel dapat terjadi.

Dengan tidak adanya lipatan ini, membran internal hanya akan menjadi permukaan bola di mana lebih sedikit reaksi kimia akan terjadi dan karenanya, akan menjadi struktur yang jauh lebih efisien.

Matriks

Ini adalah cairan, mirip dengan gel, yang terkandung dalam mitokondria. Ini mengandung campuran enzim konsentrasi tinggi dan di dalamnya disebut Siklus Krebs, di mana nutrisi dimetabolisme, mengubahnya menjadi produk sampingan yang mitokondria dapat digunakan untuk menghasilkan energi.

Dalam matriks mitokondria sendiri diamati ribosom, yang berfungsi untuk mensintesis protein.

Fitur lain dari matriks adalah keberadaan DNA mitokondria, yaitu materi genetiknya sendiri. Selain itu, ia dapat menghasilkan asam ribonukleat (RNA) dan proteinnya sendiri. DNA mitokondria diperlukan untuk sintesis banyak protein.

Juga dalam matriks adalah struktur yang disebut butiran, yang masih menjadi subjek studi oleh ahli biologi sel. Dipercaya bahwa mereka dapat mengontrol konsentrasi ion.

Fungsi

Mitokondria memenuhi lebih dari satu fungsi. Beberapa dianggap utama dan yang lainnya sekunder.

Produksi Energi

Ini adalah fungsi mitokondria yang paling penting. Meskipun ada pembicaraan tentang "menghasilkan" atau "menciptakan" energi, banyak penulis lebih suka menggunakan istilah "membebaskan", karena apa yang sebenarnya terjadi adalah pelepasan energi yang tersimpan berkat reaksi kimia yang terjadi di mitokondria.

Seperti yang kami sebutkan di atas, energi yang dilepaskan diwakili oleh molekul ATP.

Ini terjadi melalui proses respirasi seluler, juga disebut respirasi aerobik, karena itu tergantung pada keberadaan oksigen. Proses ini memiliki 3 tahap yaitu:

1. Glikolisis, atau pemisahan molekul gula
2. Siklus Krebs, suatu proses di mana protein dan lemak berasimilasi sesuai dengan pemilihan antara apa yang produktif atau tidak bagi tubuh.
3. Transportasi elektron

Produksi Panas

Proses termogenesis atau produksi panas hadir pada organisme hidup, terutama pada mamalia. Menurut cara di mana produksi panas dimulai, itu diklasifikasikan menjadi:

• Termogenesis berhubungan dengan olahraga, yaitu karena gerakan (misalnya: menggigil).
• Termogenesis tidak terkait dengan olahraga (gerakan) di mana termogenesis non-berkedut termasuk.
• Termogenesis disebabkan oleh diet.

Dalam pengertian ini, termogenesis non-menggigil terjadi dalam matriks mitokondria. Hal ini disebabkan oleh "kebocoran" proton yang kadang-kadang terjadi dalam kondisi tertentu dan ketika itu terjadi, hasilnya adalah pelepasan energi proton dalam bentuk panas.

Termogenesis non-haus lebih sering terjadi pada organisme dengan jaringan adiposa coklat, seperti beruang yang hidup di iklim dingin, yang berhibernasi selama masa terdingin.

Kontribusi untuk proses Apoptosis

Apoptosis tidak lebih dari proses kematian sel terprogram, yang bermanfaat bagi organisme karena memungkinkan kontrol pertumbuhan sel, menghancurkan sel-sel yang tidak diperlukan.

Sebagai contoh, selama pembentukan embrio manusia, diferensiasi jari-jari terjadi oleh apoptosis, menghilangkan sel-sel yang berada di antara jari-jari yang menghasilkan pemisahan yang sama.

Dengan cara yang sama, proses ini sangat membantu dalam pembentukan normal organ, penghancuran sel yang terinfeksi oleh virus atau sel kanker.

Mitokondria membantu memastikan sel-sel yang tepat bertahan dan menghilangkan sel-sel yang tidak perlu dengan memfasilitasi apoptosis.

Penyimpanan Kalsium

Mitokondria adalah "pembuluh" penting di mana ion kalsium disimpan dan konsentrasi mineral ini memainkan peran penting dalam fungsi seluler.

Jumlah ini harus dikontrol secara tepat untuk menghindari kelebihan yang dapat mempengaruhi fungsi sel.

Mitokondria juga bertindak sebagai pengatur jumlah kalsium dan menghindari kelebihan ini.

Kontribusi untuk sintesis hormon-hormon tertentu

Mitokondria terlibat dalam produksi hormon seperti estrogen dan testosteron.

Penyakit terkait

Seperti disebutkan sebelumnya, fungsi utama mitokondria adalah melepaskan energi yang diperlukan tubuh untuk mempertahankan dirinya dan proses pertumbuhan terjadi.

Dapat terjadi bahwa mitokondria tidak melepaskan energi yang cukup, sehingga menyebabkan cedera atau bahkan kematian sel.

Ketika ini terjadi di seluruh organisme, masing-masing sistem tubuh mulai gagal, alasan mengapa kehidupan orang tersebut berisiko.

Di antara organ dan sistem yang dapat dipengaruhi oleh penyakit mitokondria adalah:

• Pankreas (Diabetes)
• Hati (penyakit hati)
• Ginjal
• Otot (Kelemahan, rasa sakit)
• Hati
• Mata (Kebutaan, katarak)
• Otak (tremor, masalah motorik,
• Telinga (Tuli)
• Sistem endokrin
• Sistem pernapasan

Ini karena mereka membutuhkan sejumlah besar energi untuk berfungsi dengan baik.

Jenis kondisi ini disebabkan oleh sedikit atau tidak adanya produksi protein yang dihasilkan dalam mitokondria dan yang juga terkait dengan metabolisme.

Asal usul perubahan ini adalah beberapa jenis mutasi pada DNA yang ada di mitokondria. Meskipun kontribusinya rendah pada genom manusia, mereka memiliki efek yang cukup luas di masing-masing sistem yang disebutkan di atas.

Studi lain telah menghubungkan beberapa penyakit neurologis seperti Parkinson, dengan perubahan gen yang terkait dengan fungsi mitokondria, karena jaringan yang terkena penyakit memerlukan kontribusi energi yang disediakan mitokondria.