Mitokondria itu.. Istimewa Halaman all

Sebelum membahas mitokondria, pokok dari artikel ini, terlebih dahulu saya akan menjelaskan tentang sel dan organelnya, dimana mitokondria juga adalah termasuk salah satu organel sel.

Bila kita amati dengan menggunakan mikroskop, semua makhluk hidup sebenarnya tersusun dari bagian-bagian kecil yang kita sebut sel. Sel merupakan tingkatan struktural kehidupan yang terendah. Meski begitu, sel memiliki sifat kehidupan seperti reproduksi, betumbuh, berkembang, memanfaatkan energi, respons terhadap lingkungan, pengaturan tubuh (homeostasis), dan melakukan adaptasi.

Dalam setiap sel, keteraturan kehidupan diatur pada tingkat molekuler. Pada hewan atau tumbuhan, yang mana adalah organisme multiseluler, tejadi kerja sama berbagai sel yang terspesialisasi dan saling bergabung untuk membentuk tungkatan struktural yang lebih tinggi, yaitu jaringan, organ, dan sistem organ.

Sebelum mempelajari lebih jauh mengenai sel, terlebih dahulu saya akan membahas mengenai cerita penemuan sel.

Pertama kali sel ditemukan oleh Robert Hooke, seorang ilmuwan dari inggris. Hooke menemukan sebuah ruangan kosong pada sel gabus dari dinding sel tumbuhan yang sudah mati. Dia kemudian menamai ruangan itu Sel dari bahasa italia cellulayang berarti kamar kecil. Saat itu Hooke menggunakan mikroskop sederhana. Setelah itu penelitian Hooke mengenai sel berkembang saat Antonie Van Leeuwenhoek mengamati alga spirogyra dan bakteri dengan mikroskop yang lebih canggih. Antonie menjadi orang pertama yang melihat sel hidup. Semenjak itu, banyak ilmuwan di seluruh dunia yang berusaha mencari tau lebih mengenai sel.

Setelah berbagai penelitian dilakukan oleh berbagai ilmuwan, didapati kesimpulan mengenai sel yaitu bahwa :

Semua makhluk hidup terdiri dari sel.
Sel merupakan unit dasar kehidupan dan adalah penyusun makhluk hidup.
Semua sel berasal dari sel sebelumnya.
Sel dapat mewariskan sifat genetik antar generasi.

Sekarang kita akan memperdalam materi kita dan membahas mengenai tipe serta struktur sel.

Sel dapat dikatakan apabila sel itu memiliki inti sel yang bekerja sebagai otak sel, sitoplasma sebagai dapur sel, dan sel tersebut melakukan metabolisme sebagai tanda bahwa sel/suatu makhluk hidup.

Sel terbagi menjadi dua tipe, prokariotik dan eukariotik. Setiap makhluk hidup tersusun dari salah satu tipe sel tersebut.Organisme dengan tipe sel prokariotik yaitu Archaebacteria, Eubacteria, dan Cyano bacteria. Sedangkan organisme dengan tipe sel eukaritik adalah Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia.

Sel Prokariotik tidak memiliki membran inti yang berfungsi untuk memisahkan materi genetik di inti sel dengan organel sel lainnya. Materi genetik (DNA) terkonsentrasi pada nukleoid. Sel prokariotik memiliki DNA sirkuler. Sirkuler disini berarti tidak memiliki ujung. Sebagian sel prokariotik (bakteri) ada yang memiliki organel perlekatan berupa pili dan organel pergerakan berupa flagela.

Sel Eukariotik memiliki nukleus atau membran inti yang artinya materi genetik (DNA) sel tipe ini dibungkus oleh membran inti. Pada sitoplasma atau daerah antara nukleus dengan membran sel terdapat cairan kental yang disebut sitosol serta organel-organel yang sebagian besar tidak ada pada sel prokariotik.

Sel memiliki organel-organel dengan berbagai bentuk, ukuran, struktur, dan fungsi. Pada sel tipe eukariotik tebagi menjadi sel eukariotik hewan dan sel eukariotik tumbuhan.

Bila kita amati, terdapat beberapa organel yang ada pada sel tumbuhan, namun tidak ada pada sel hewan. Hal ini tentu saja wajar dan dikarenakan kebutuhan, dan tugas sel yang berbeda. Sekarang, saya akn menjelaskan bagian-bagian sel.

Dinding sel (cell wall) terdapat hanya pada sel tumbuhan, jamur, dan alga atau ganggang. Awalnya, sel tumbuhan muda membentuk dinding sel primer yang lentur dan cenderung tipis. Kemudian, di antara dinding-dinding primer antarsel yang berdekatan, terbentulah lamela tengah dari pektin atau polisakarida yang cenderung bersifat lengket. Setelah sel tumbuhan beranjak dewasa, sel tersebut akan membentuk dinding sel sekunder dari bahan selulosa di antara membran plasma dan dinding primer. Sel selulosa yang membentuk dinding sel sekunder ini besifat kuat, padat, dan kaku. Pada dinding sel juga terdapat bagian dinding yang tidak menebal disebut noktah. Noktah membuat terjadinya hubungan antar plasma sel yang berbentuk juluran yang disebut plasmodesmata jadi memungkinkan. Fungsi dari dinding sel ini sendiri adalah sebagai penyokong dan pelindung sel tumbuhan. Strukturnya yang kuat, padat, dan kaku menjadikan fungsi dinding sel juga adalah untuk mempertahankan bentuk sel menjadi. Dinding sel juga menyeleksi agar hanya air, O2, dan CO2 yang dapat masuk dan keluar dari sel. Fungsi lainnya juga sebagai pencegah penyerapan air yang berlebihan. Dinding sel juga mencegah terjadinya hemolisis pada sel tumbuhan.
Membran Sel (Membran Plasma) (Cell Membrane) merupakan lapisan tipis yang membatasi isi sel dengan lingkungan sekitarnya. Membran sel bersifat selektif permeabel atau semipermeabel yang artinya hanya dapat dilewati oleh zat-zat tertentu seperti ion dan senyawa-senyawa tertentu lain. Pada sel tumbuhan, dapat dilihat bahwa membran sel berada didalam (dibawah) dinding sel. Pada sel hewan dan manusia, letak membran sel ada pada bagian terluar sel karena tidak ada dinding sel. Membran sel tersusun dari bahan protein, kabohidrat, dan lipid (fosfolipid). Satu fosfolipid pada membran plasma terdiri atas fosfat dan asam lemak. Fosfat terdapat pada permukaan membran dan bersifat hidrofilik yang artinya suka pada air dan larut dalam air. Asam lemak terdapat pada bagian ekor yang tersembunyi di dalam membran, dan bersifat hidrofobik yang artinya tidak suka pada air dan tidak dapat larut dalam air, namun dapat larut dalam minyak.
Berdasarkan letaknya, protein membran dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu Protein integral (intrinsik) dan protein poriferal (ekstrinsik). Protein integral tertanam di antara bilayer fosfolipid. Protein integral memiliki sisi luar pada kedua membran yang bersifat hidrofilik dan juga bagian dalam yang memiliki sifat hidrofobik. Sedangkan protein periferal terikat secara longgar pada permukaan membran atau pada protein integral.
Fungsi dari membran sel ini adalah untuk mengontrol masuk dan keluarnya zat terhadap sel, sebagai pelingdung supaya isi sel tidak keluar, dan sebagai reseptor atau penerima rangsangan dari luar sel. Selain fungsi-fungsi tersebut, memran sel juga berfungsi untuk menjaga homeositasis sel. Menjaga homeositasis artinya ketahanan atau mekanisme pengaturan lingkungan kesetimbangan dinamis dalam organisme yang konstan.
Nukleus atau Inti Sel (Nucleus) diselubungi oleh membran ganda yaitu membran luar dan membran dalam. Membran inti tersusun dari bahan lipid dan protein. Pada sekeliling inti terdapat pori-pori yang berfungsi untuk mengatur keluar masuknya makromolekul dan nukleus. Di dalam nukleus terdapat nukleoplasma, nukleolus, dan materi genetik berupa benang-benang kromatin. Benang-benang kromatin berasal dari DNA dan protein histon. DNA memadatkan diri dengan cara menggulung pada protein histon, fungsinya adalah agar data yang disimpan dapat lebih banyak, DNA dan protein histon ini menjadi benang-benang kromatin. Benang-benang kromatin saling memadatkan diri sehingga disebut kromosom.
Nukleolus berbentuk sebuah bola yang berwarna pekat dan menempel pada kromatin. Fakta unik dari nukleolus adalah bahwa nukleolus tidak akan selamanya ada, nukleolus akan hilang saat terjadi pembelahan (produksi ribosom) karena fungsi nukleolus sendiri adalah untuk menyintesis ribosom.
Fungsi nukleus adalah untuk mengontrol sintesis protein dengan cara menyintesis m-RNA sesuai dengan perintah dari DNA, mengendalikan proses metabolisme sel, menyimpan informasi genetik yang berupa DNA, dan sebagai tempat penggandaan (replikasi) DNA.
Sitoplasma bukanlah organel dalam sel melainkan adalah cairan sel yang terletak di dalam sel, diluar inti sel, dan organel sel. Bentuk sitoplasma adalah cairan koloid homogen yang jernih, dikatakan koloid karena mengandung sitosol (cairan dalam sitoplasma), nutrien, garam, ion-ion, molekul organik, sitoskeleton, dan organel. Sitoplasma dapat mengalami perubahan dari fase sol yang artinya berkonsentrasi air tinggi, menuju fase gel yang berarti memiliki konsentrasi air rendah, dapat juga terjadi sebaliknya. Sitoplasma memiliki berbagai fungsi sebagai tempat organel sel dan sitoskeleton, tempat terjadinyar reaksi metabolisme sel, untuk menyimpan molekul-molekul othanik seperti karbohidrat, lemak, protein, dan enzim. Selain itu, sitoplasma memungkinkan terjadinya pergerakan organel sel oleh aliran sitoplasma.
Ribosom berbentuk butiran kecil. Pada sel-sel dengan laju sintesis protein yang tinggi seperti pada sel hati, akan terdapat ribosom dengan jumlah yang snagat banyak, bahkan mencapai jutaan. Ribosom terdiri dari protein dan rRNA (pelaku sintesis protein). Fungsi ribosom sendiri juga adalah sebagai pelaku sintesis protein, namun protein yang dihasilkan oleh ribosom akan dipakai di dalam sel untuk memperbaiki bagian-bagian sel yang rusak. Biasanya ribosom ditemukan menempel pada RE Kasar atau tersuspensi pada sitosol.
Retikulum Endoplasma (RE) merupakan membran dengan bentuk labirin yang berhubungan dengan selubung inti sel. RE tersusun dari jaring-jaring tubula dan gelembung membran sisterna. Terdapat dua jenis RE yaitu Re halus dan RE kasar. RE Halus tidak memiliki granula, permukaannya tidak ditempeli ribosom. RE halus berperan dalam proses sintesis lipid (fosfolipid dan sterol), metabolisme karbohidrat, dan menetralisir racun. RE Kasar bergranula, permukaannya ditempeli oleh ribosom. RE Kasar membentuk fosfolipid membrannya sendiri dan sintesis protein sekretori seperti glikoprotein dan hormon insulin dalam sel pankreas). RE Kasar juga menghasilnya protein, namun karena RE kasar termasuk dalam transport endomembran, maka protein yang dihasilkan RE kasar akan di kirim ke luar sel.
Badan Golgi (Aparatus Golgi) terdiri atas tumpukan kantung membran pipih sisterna dan vesikula-vesikula. Badan golgi berfungsi sebagai pusat produksi, pergudangan, penyortiran, dan pengiriman produk sel. Badan golgi pada tumbuhan disebut diktiosom. Sel hewan memiliki jauh lebih sedikit badan golgi daripada sel tumbuhan. Badan golgi memiliki dia sisi, yaitu cis dan trans. Sisi trans adalah sisi yang paling dekat dengan inti sel, sedangkan sisi cis lebih dekat ke membran sel. Fungsi sisi trans adalah menerima protein yang kemudian disalurkan menuju sisi cis, kemudian sisi cis akan mengirimkan protein tersebut keluar sel melalui jalur transport endomembran.
Lisosom adalah organel kecil berbentuk kantong (vesike) yang diselubungi membran tunggal. Lisosom berisi enzim hidrolitik (pemecah air/cairan) yang berfungsi untuk merusak antigen dan bersifat asam. Dalam lisosom juga terdapat banyak enzim seperti nukelase (asam nukleat), protase, lipase, amilase, peptidase (protein), dll.Fungsi dari lisosom adalah untuk melakukan pencernaan intraseluler (fagositosis=proses sel makan), eksresi, antibodi (antigen) dan autolisis. Autolisis dapat diartikan sebagai pemrograman kematian sel dimana sel memecah sendiri.
Peroksisom terbentuk dan tumbuh melalui penggabungan protein dan lipid dalam sitosol, setelah mencapai ukuran tertentu, akan membelah untuk memperbanyak diri. Peroksisom mengandung enzim oksidase yang berfungsi memindahkan hidrogen dari suatu suatu substrat agar dapat bereaksi dengan oksigan dan menghasilkan hidrogen peroksida (C2H2) oleh karena itu organel ini disebut peroksisom. Hidrogen peroksidan memang bersifat racun, tetapi oleh enzim katalase akan diubah menjadi air dan oksigen. Jadim kedua enzim itu saling berhubungan. Selain itu ada berbagai fungsi peroksisom lainnya yaitu untuk memecah asam lemak menjadi molekul kecil untuk bahan bakar respirasi sel, dalam sel hati peroksisom menetralisir racun alkohol dan senyawa berbahaya lainnya.
Sentrosom merupakan organel tempat mikrotubul tumbuh, terletak di dekat nukleus. Di dalam sentrosom terdapat satu pasang sentriol, namun sentriol hanya terdapat pada sel hewan. Hal ini dikarenakan fungsi sentriol yang untuk menarik kromosom ke arah dua kutub yang berbeda saat pembelahan sel. Bila penarikan ini gagal, maka dapat menyebabkan down syndrome. Sel tumbuhan tidak melakukan pembelahan karena memiliki dinding sel, oleh karena itu sel tumbuhan tidak memerlukan dan memiliki sentriol.
Vakuola dimiliki oleh tumbuhan dan hewan. Bedanya, vakuola pada hewan cenderung kecil. Vakuola adalah organel berbentuk vesikula (kantong) besar yang berisi cairan dan diselubungi oleh membran tunggal. Vakuola terbentuk oleh perlipatan membran sel ke arah dalam. Vakuola dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu vakuola makanan, yang dibentuk saat fagositosis dan berfungsi untuk mencerna, juga mengedarkan hasil pencernaan. Juga ada vakuola kontraktil yang berfungsi sebagai osmoregulator, yaitu pengatur tekanan osmosis sel yang dilakukan dengan memompa air yang dirasa berlebih untuk keluar sel.
Sitoskeleton merupakan kerangka sel yang kuat dan lentur. Sitoskeleton berfungsi untuk menyokong dan mempertahankan bentuk sel, serta sebagai tempat bagi beberapa organel. Sitoskeleton terdiri dari mikrotubul yang berbentuk pipa sebagai saluran, besar dan kaku, mikrofilamen yang berbentuk benang, kecil dan elastis, dan filamen intermediet yang menjaga agar organel tetap pada tempatnya.
Mitokondria adalah organel dalam sel yang diselubungi oleh dua membran (luar dan dalam). Membran dalamnya berlekuk-lekuk yang disebut krista (cristae). Di dalam mitokondria terdapat ruangan yang disebut matriks yang berisi beberapa mineral. Dapat pula dikatakan bahwa matriks adalah isi dari krista. Mitokondria dapat dikatakan sebagai organel semiotonom dikarenakan mitokondria memiliki DNA yang dapat mengatur sintesis protein yang dilakukan oleh ribosom dalam organel tersebut.
Berikut ini, saya akan menjabarkan fakta-fakta unik dari mitokondria.
Para ahli genetika Berkeley-Allan Wilson, Rebecca Cann, dan Mark Stoneking memfokuskan penelitian mereka pada sebuah objek kecil yang disebut mitokondria. Mitokondria memiliki fungsi yang penting yaitu untuk mengurai senyawa-senyawa yang kompleks menjadi sebuah molekul sederhana yang sangat senergik yang digunakan sel untuk menciptakan banyak reaksi kimia yang beragam. Uniknya, mitokondria hampir dapat dipastikan berasal dari bakteri-bakteri yang mulai hidup dalam organisme-organisme lain bersel satu lebih dari satu miliar tahun yang lalu. Sejak masa itu, mitokondria hidup dengan cara menumpang untuk memberi energi kepasa sel-sel tumbuhan dan hewan. Sebagai balasannya, mitokondria mendapatkan tempat yang nyaman untuk hidup dalam sel itu.
Dikarenakan asal-usulnya yang independen, mitokondria memiliki DNA sendiri. Setiap orang memiliki triliunan mitokondria dalam tubuhnya, dan urutan DNA dalam setiap mitokondria ini sama dengan sedikit pengecualian. Namun, urutan DNA dalam mitokondria anda dapat berbeda dengan milik saya. Mengapa ?
Sebelum menjawabnya, kita akan terlebih dahulu membahas tentang reproduksi pada manusia dimulai dengan sperma, kemudian dilanjutkan dengan membahas sel telur.
Sperma adalah sel reproduksi jantan yang mengandung setengah set kromosom. Sel sperma berbentuk seperti kecebong yang tersusun atas tiga bagian yaitu kepala, leher, dan ekor. Pada proses reproduksi, sel ini akan bergerak untuk mencapai ovum. Sel sperma terdiri atas beberapa enzim untuk dapat bertahan dan menembus ovum. Pada sel sperma juga terdapat mitokondria yang berfungsi sebagai energi agar ekor dapat menggerakkan sperma untuk maju. Berikut akan dijelaskan struktur sperma agar lebih mudah dimengerti.
Bagian kepala sperma mengandung nukleus yang mengandung DNA dan memiliki bagian ujung kepala yang agak runcing ditudungi oleh akrosom, yang menghasilkan enzim hialuronidase untuk menembus dinding sel telur dan terdapat enzim akrosin yang menembus zona pelusida. Bagian tengah (midpiece) sperma dibungkus oleh mitokondria yang adalah sumber energi bagi sperma. Ekor sperma berupa flagella (alat gerak) yang berbentuk sitoskeletonyang panjang dan memiliki fungsi untuk mendorong sperma agar melaju ke depan dengan kecepatan 30 inci/jam.
Selanjutnya mengenai ovarium. Ovarium atau indung telur adalah organ reproduksi wanita yang berbentuk bulat seperti telur dan berjumlah sepasang. Letaknya satu pada rongga perut kiri, dan satu pada rongga perut kanan. Tiap ovarium dilindungi oleh kapsul yang keras dan terdapat folikel-folikel. Tiap folikel mengandung satu sel telur, dan berfungsi untuk memberikan makanan dan melindungi sel telur yang sedang berkembang hingga sel telur tersebut matang. Setelah sel telur matang, folikel akan mengeluarkan sel telur tersebut dari ovarium. Proses pengeluaran sel telur dari ovarium ini dinamakan ovulasi. Selain itu, folikel-folikel juga menghasilkan hormon esterogen.
Kita semua menerima hanya sel mitokondria ibu kita. Hal ini dikarenakan sel-sel sperma hanya memiliki satu tujuan, yaitu mengantarkan paket kromosom mereka ke sel telur. Sel sperma hanya memiliki sedikit mitokondria bila dibandingkan dengan mitokondria yang dimiliki sel telur. Akhirnya, mitokondria milik sel sperma akan terbuang. Bila mitokondria sel sperma berhasil masuk ke sel telur, maka mitokondria itu akan dibunuh dalam sel telur karena dianggap sebagai benda asing. Oleh karenanya, sel telur memberikan mitokondria yang terletak pada sitoplasma sel telur pada generasi berikutnya.
Karena mitokondria kita diberikan oleh ibu, maka urutan DNA mitokondria semua manusia yang ada di dunia ini berasal dari DNA seorang perempuan tunggal. Jadi, semua manusia di dunia ini yang jumlahnya miliaran, bahkann triliunan berasal dari seorang nenek moyang. Ini adalah suatu kesimpulan ilmiah yang dapat dikatakan pasti benar.
Saat ini ada miliaran perempuan yang hidup di bumi, dan mereka semua menerima DNA mitokondria dari ibu-ibu mereka, hal itu juga terjadi pada laki-laki yang mana mereka menerima DNA mitokondria dari ibu mereka. Dapat dilihat bahwa pernyataan argumen saya mengenai mitokondria telah berkembang menjadi sesuatu yang lebih besar. Pada akhirnya, jumlah garis keturunan mitokondria pasti menyusut menjadi dua, dua perempuan yang menjadi asal-usul semua orang di seluruh dunia ini. Secara matematis, silsilah ini tidak mungkin berlanjut tanpa akhir karena jumlah garis keturunan yang semakin kecil dan mustahil bila semakin besar. Pada titik terakhir dua garis keturunan yang berbeda, dua perempuan tersebut pastilah dua bersaudara. Ibu keduanya adalah seorang perempuan yang menghasilkan semua DNA mitokondria di atas planet bumi sekarang ini. Tentu saja ada kemungkinan pada masa itu terdapat banyak manusia (purba) lain namun sejak masa itu, hanya DNA motokondria satu ibu itu yang bertahan, sedangkan yang lainnya musnah.
Sekian, terima kasih ^-^