Mitokondria adalah salah satu organel di dalam sel yang memiliki tugas utama menghasilkan energi. Keberadaan mitokondria ini sangat penting, karena jika mengalami kerusakan atau menghilang maka akan membuat sel menjadi mati.
Meski peranannya sangat penting, banyak orang yang belum mengenal dekat apa itu mitokondria. Oleh karena itu, pada artikel kali ini yuk kita belajar tentang fakta-fakta seputar mitokondria.
Mitokondria adalah organel pada sel yang memiliki bentuk elips dan terdiri atas 2 lapisan membran sel. Membran bagian luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan 50:50, sedangkan membran dalam memiliki terdiri atas protein dan lipid dengan perbandingan 80:20.
Membran bagian dalam ini menjadi tempat utama produksi energi ATP karena memiliki protein bernama ATP Sintase melalui proses yang dikenal dengan nama transpor elektron. Membran bagian dalam ini juga memiliki lipatan yang disebut krista untuk meningkatkan luas permukaannya.
Proses pembentukan ATP adalah tahap terakhir dari pembentukan energi di sel melalui proses yang dinamakan oksidasi. Pada umumnya organel pada sel tidak memiliki materi genetik (yang dimiliki oleh inti sel), tetapi mitokondria cukup unik karena memiliki materi genetiknya sendiri yang dikenal dengan nama DNA mitokondria (mtDNA).
Setiap manusia yang dilahirkan adalah hasil peleburan sebagian materi genetik dari ayah dan ibu sehingga hal ini menjelaskan kenapa kita mirip dengan kedua orang tua kita. Namun, mitokondria pada sel sebetulnya hanya diwariskan dari ibu saja dan tidak dari ayah. Kenapa demikian?
Alasannya adalah mitokondria pada sel sperma ayah hanya terdapat pada flagela sel saja, sedangkan flagela ini akan ditinggalkan oleh sel sperma ketika masuk ke dalam sel telur. Oleh karena itu, ketika sel berkembang menjadi manusia sempurna hanya dengan membawa mitokondria dari ibu saja atau dikenal dengan nama maternal inherited.
Menurut Jurnal Review berjudul Maternal inheritance of mitochondrial DNA by diverse mechanisms to eliminate paternal mitochondrial DNA, DNA mitokondria pada kebanyakan mamalia diwariskan secara maternal inherited dan diketahui bahwa zigot memiliki mekanisme khusus untuk menghilangkan DNA paternal (gabungan DNA ibu dan ayah) dari zigot. Hal ini juga semakin dikuatkan dengan adanya kesamaan antara mtDNA ibu dan anak, tetapi tidak untuk sang ayah.
Ketika tubuh mengkonsumsi karbohidrat, lipid, dan protein, mitokondria bertugas mengubah makanan tersebut menjadi energi ATP. Namun, proses ini membutuhkan oksigen untuk mengubah senyawa piruvat menjadi energi + CO2 + air. ATP yang dihasilkan oleh mitokondria dengan adanya oksigen (aerob) ini lebih besar ketimbang energi yang dihasilkan tanpa oksigen (anaerob).
Makhluk hidup yang dikenal menghasilkan energi di kondisi tanpa oksigen adalah makhluk tingkat rendah seperti bakteri anaerob melalui proses fermentasi. Peneliti percaya bahwa perbedaan efisiensi produksi energi inilah yang membuat organisme aerob yang biasanya organisme tingkat tinggi (eukariota) memiliki sel lebih besar dan evolusi yang lebih tinggi dibandingkan organisme anaerob yang biasanya organisme tingkat rendah (prokariota).
Berkaitan dengan fungsi mitokondria untuk menghasilkan energi, organel satu ini banyak ditemukan di sel-sel yang membutuhkan energi tinggi. Contohnya adalah sel jantung yang selalu bekerja sepanjang waktu tanpa beristirahat dan sel otot yang aktif berkontraksi.
Menurut Jurnal berjudul Mitochondria in the human heart, peran mitokondria di dalam sel jantung sangatlah penting. Beberapa obat yang dibuat untuk meningkat kerja mitokondria, terbukti mampu mengurangi risiko serangan jantung. Bahkan, pasien yang mengalami gangguan jantung diketahui memiliki struktur mitokondria yang rusak dan lebih sedikit dibanding orang normal.
Mitokondria diketahui memiliki materi genetiknya tersendiri yang disebut mtDNA. Hal ini membuat para peneliti berspekulasi bahwa mitokondria pada sel awalnya adalah makhluk hidup yang terpisah.
Jika dirunut dari awal terciptanya makhluk hidup menurut teori evolusi, mitokondria awalnya diperkirakan sebagai sel yang hidup di dalam sel yang lebih besar atau disebut juga Endosimbiosis. Hal ini bisa karena sel yang lebih kecil tersebut adalah sisa makanan yang tidak tecerna atau parasit.
Bumi pada awal mula tercipta diyakini dalam kondisi miskin akan oksigen sehingga lebih banyak ditemukan organisme anaerob. Namun seiring berjalannya waktu, kadar oksigen semakin meningkat karena munculnya tumbuhan dan timbul hubungan simbiosis mutualistik pada sel yang mengandung sel kecil tersebut.
Sel besar menyediakan makanan bagi sel kecil, sedangkan sel kecil membantu menghasilkan energi melalui oksidan. Hal ini membuat sel yang melakukan simbiosis ini dapat berkompetisi dan tumbuh menjadi lebih besar.
Selanjutnya, sel ini terus berkembang hingga sel kecil akhirnya menjadi satu kesatuan dengan sel besar dan dikenal dengan nama mitokondria.Teori Endosimbiosis ini pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli biologi bernama Lynn Margulis yang mengungkapkan teori ini dalam bukunya yang berjudul Symbiosis in Cell Evolution di tahun 1981.
Teori ini sempat tidak diterima banyak ilmuwan, tetapi berkat bukti-bukti ilmiah yang mendukungnya, teori ini lambat laun semakin diterima.
Berkaitan dengan poin 5, mitokondria awalnya adalah sel yang bersimbiosis di dalam sel berukuran besar. Hal ini menjelaskan alasan mitokondria memiliki banyak kemiripan dengan makhluk hidup prokariota, yaitu bakteri. Kemiripan ini sudah terlihat dari morfologi. Mitokondria memiliki bentuk elips memanjang yang similar dengan bakteri berbentuk batang seperti Bacillus.
Selain itu meskipun mitokondria berada di dalam sel eukariotik, mitokondria memiliki pola pembelahan diri yang sangat berbeda dan lebih menyerupai bakteri yang merupakan organisme prokariota. Hal ini jugalah yang membuat jumlah mitokondria bisa bervariasi tergantung jenis selnya, contohnya banyak ditemukan di sel jantung.
Dilihat dari membran sel, lapisan dalam mitokondria memiliki lipatan bernama krista yang sangat mirip dengan lipatan membran pada bakteri yang dinamakan mesosom. Lapisan luar mitokondria juga tersusun atas komponen yang mirip dengan membran bakteri, terutama bakteri gram negatif.
Komponen yang paling membuat mitokondria mirip dengan bakteri adalah DNA yang berbentuk sirkular atau disebut juga plasmid, sedangkan seharusnya organisme eukariota seharusnya memiliki DNA berbentuk heliks. Plasmid ini hanya dimiliki oleh organisme prokariota dan bakteri adalah salah satunya.
Terakhir adalah keberadaan ribosom yang berfungsi dalam proses sintesis protein, dimana setiap sel memiliki ribosomnya tersendiri. Namun, mitokondria ternyata memiliki ribosom khusus dan struktur ribosom ini lebih mirip dengan organisme prokariota dibandingkan organisme eukariota.
Itu tadi 6 fakta mengenai mitokondria. Organel yang satu ini memang memiliki peranan penting bagi tubuh kita dan dipercaya menjadi kunci utama dari evolusi makhluk hidup tingkat tinggi karena mampu membantu menghasilkan energi dengan lebih efisien. Semoga informasinya bermanfaat, ya.