Daftar isi
Sel eukariotik merupakan jenis sel yang memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran (nukleus), selain itu memiliki berbagai organel lainnya yang terbungkus oleh membran, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks Golgi, dan lainnya.
Organel-organel tersebut memiliki fungsi yang berbeda dalam menjalankan berbagai proses seluler dalam sel eukariotik. Sel eukariotik juga dapat memiliki struktur yang lebih kompleks daripada sel prokariotik, seperti bakteri, karena adanya membran sel yang membatasi berbagai kompartemen di dalam sel.
Tanpa adanya mitokondria, banyak fungsi seluler yang krusial tidak akan dapat berjalan dengan baik dalam sel eukariotik. Berikut adalah beberapa fungsi mitokondria pada sel eukariotik.
1. Produksi energi (ATP)
Fungsi utama mitokondria dalam sel eukariotik adalah menghasilkan energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) melalui proses yang dikenal sebagai respirasi seluler. Proses dimulai di luar mitokondria dalam sitoplasma sel dengan glikolisis.
Di dalam glikolisis, glukosa (sebuah gula) dipecah menjadi dua molekul piruvat, dan sejumlah kecil ATP dan molekul NADH dihasilkan sebagai produk antara. Di dalam mitokondria, piruvat mengalami serangkaian reaksi kimia dalam siklus Krebs.
Selama siklus tersebut, karbon dioksida dilepaskan, dan molekul NADH dan FADH2 yang mengandung energi dihasilkan. Molekul NADH dan FADH2 yang dihasilkan dari glikolisis dan siklus Krebs membawa elektron ke rantai transport elektron yang terdapat di dalam membran mitokondria.
Kemudian gradien elektrokimia yang dihasilkan oleh pemompaan ion hidrogen digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. ATP yang dihasilkan selama respirasi seluler adalah sumber energi utama bagi sel eukariotik.
ATP digunakan untuk menjalankan berbagai proses seluler, seperti kontraksi otot, pembelahan sel, transport membran, sintesis protein, dan banyak fungsi lainnya.
2. Metabolisme lipid dan karbohidrat
Mitokondria menjalankan proses beta-oksidasi, yang menguraikan asam lemak menjadi energi dalam bentuk ATP. Mitokondria juga terlibat dalam sintesis asam lemak yang dapat digunakan sebagai sumber energi atau untuk membangun komponen seluler.
Kemudian Mitokondria menerima piruvat, produk akhir glikolisis, dan mengoksidasi piruvat ini melalui siklus Krebs, menghasilkan energi. Mitokondria juga dapat berperan dalam glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa dari prekursor non-karbohidrat saat diperlukan.
3. Mengatur kematian sel (Apoptosis)
Mitokondria juga memainkan peran penting dalam regulasi kematian sel terprogram (apoptosis). Mitokondria merupakan sumber utama produksi radikal bebas, seperti reaktif oksigen singlet (ROS), selama respirasi seluler normal.
Ketika sel mengalami stres atau kerusakan, produksi ROS dapat meningkat secara signifikan. Konsentrasi ROS yang tinggi dalam mitokondria dapat merusak komponen sel, seperti DNA dan protein, dan memicu jalur apoptotik serta mitokondria dapat melepaskan molekul sitokrom C ke dalam sitosol ketika sel mengalami stres atau kerusakan.
Sitokrom C tersebut memicu serangkaian reaksi kimia yang mengaktifkan jalur apoptotik, sehingg memicu kematian sel.
4. Memproduksi heme
Mitokondria terlibat dalam sintesis heme, komponen penting dalam molekul hemoglobin yang memungkinkan transport oksigen dalam darah. Heme adalah senyawa organik yang mengandung inti besi (Fe) yang terikat dalam struktur cincin porphyrin.
Senyawa ini berperan penting dalam berbagai proses biologis, termasuk transport oksigen dalam darah dan berbagai reaksi redoks dalam sel. Tahap pertama dalam produksi heme adalah pembentukan porphyrin, yaitu cincin organik dengan inti besi di tengahnya.
Proses tersebut terutama terjadi di sitoplasma sel. Setelah porphyrin terbentuk, besi harus disatukan di dalamnya untuk membentuk heme. Penyatuan ini biasanya terjadi di mitokondria. Setelah besi disatukan dengan porphyrin, molekul heme yang lengkap terbentuk. Tahap ini melibatkan berbagai reaksi biokimia di dalam dan di luar mitokondria.
5. Meregulasi stres dalam sel
Mitokondria memiliki peran dalam regulasi stres oksidatif dalam sel eukariotik. Stres oksidatif terjadi ketika produksi radikal bebas dalam sel melebihi kemampuan sel untuk menetralkannya. Radikal bebas, seperti reaktif oksigen singlet (ROS) dan reaktif nitrogen dapat merusak komponen seluler seperti DNA, protein, dan lipid yang dapat mengganggu fungsi sel dan menyebabkan kerusakan.
Kemudian juga membantu sel untuk menjaga keseimbangan antara produksi dan penanganan ROS agar sel tetap berfungsi dengan baik.