Pernahkan Anda bayangkan hidup dengan sedikit tenaga, atau kehabisan tenaga, atau bagaimana jika tenaga Anda benar-benar habis. Jika Tenaga Anda benar-benar habis saya pastikan kini Anda pasti sudah ……
Pengantar di atas hanya untuk mengingatkan bahwa tanpa tenaga/energi tidak akan ada kehidupan. Nah sekarang saatnya kita pelajari siapa dan bagaimana energi/tenaga itu datang.
Dalam kaitannya dengan sitologi kita akan mempelajari organel yang berkaitan dengan energi yang diberi nama mitokondria dan kloroplas. Mitokondria dan kloroplas merupakan organ yang penting bagi sel eukariotik, sebab tanpa mitokondria sel akan mati karena energi tidak akan terbentuk. sedangkan kloroplas berfungsi untuk menyediakan material untuk mendukung proses berlangsungnya pembuatan energi oleh mitokondria.
Secara mudahnya mitokondria yang berada di dalam sel berperan sebagai penghasil tenaga melalui proses respirasi aerob.
Saya menyediakan 3 gambar mitokondria agar untuk dan 2 gambar kloroplas Anda bandingkan.
A. Mitokondria
Mitokondria dan kloroplas memiliki kemiripan dalam hal jumlah lapisan membrannya yaitu :
- dua lapis membran fosofolipid bilayer.
- memiliki cairan
Peran utama dari mitokondria adalah memproduksi ATP yang terjadi pada membran bagian dalam. Hasil oksidasi dari proses glikolisis berupa piruvat dan NADH akan dikonversi menjadi ATP dengan bantuan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir dan membentuk air sebagai hasil sampingannya. Peritiwa konversi ini dikenal dengan respirasi sel, atau respirasi aerob.
Mitokondria berisi ribosom dan DNA, Mitokondria mereplikasi DNAnya dan membagi sebagian besar respon energi yang dibutuhkan oleh sel. Dengan kata lain, pembagian dan pertumbuhannya tidak berhubungan dengan ‘siklus sel. Ketika energi dibutuhkan oleh sel dalam jumlah yang banyak, mitokondria akan tumbuh dan selanjutnya memisah. Ketika energi yang dibutuhkan sedikit, maka mitokondria akan dirusak atau tidak diaktifkan. Pada proses pembelahan sel, mitokondria didistribusikan kepada keturunannya secara acak dalam jumlah sedikit atau banyak. Sebagai informasi tambahan menurut beberapa literatur diduga bahwa mitokondria diperoleh dari ibu.
B. Kloroplas
Bagian luar kloroplas ditutup oleh selaput yang disusun oleh dua membran yang terpisah. Seperti membran luar pada mitokondria, membran luar kloroplas juga mengandung porin yang menyebabkan membran ini permeable terhadap molekul dengan ukuran 10.000 dalton. Sebaliknya membran dalam relatif lebih impermeabel. Banyak mesin fotosintesis terdapat pada membran dalam termasuk pigmen penyerap cahaya, kompleks rantai elektron dan apparatus pensintesis ATP. Membran bagian dalam kloroplas mengandung mesin transduksi energi yang tersusun dalam suatu kantong pipih yang disebut dengan membran tilakoid. Tilakoid disusun oleh grana. Ruang sebelah dalam tilakoid disebut dengan lumen sedangkan ruang sebelah luar dari tilakoid pada bagian sebelah dalam membran luar disebut dengan stroma. Seperti pada matriks mitokondria, stroma kloroplas mengandung molekul DNA sirkuler dan ribosom. Diperkirakan pula terdapat sekitar 60 macam polipeptida pada membran tilakoid. Setengah diantaranya dikode oleh DNA kloroplas.
Kloroplas dan fotosintesis
Pemahaman pertama menyangkut fotosintesis ditunjukkan oleh C.B. van Niel pada tahun 1930 dengan memberikan reaksi fotosintesis sebagai berikut:
CO2 + H2O à (CH2O) + O2.
Energi dari matahari digunakan untuk memecah CO2, melepaskan O2 dan mentransfer atom karbon ke molekul air untuk membentuk karbohidrat (CH2O). Dari melihat reaksi di atas tampak bahwa reaksi fotosintesis merupakan kebalikan dari reaski respirasi sel. Akan tetapi tumbuhan tidak menghasilkan makanan dengan hanya membalik reaksi.
Pada respirasi reaksinya merupakan reaksi redoks. Energi dilepas dari gula pada saat elektron yang berikatan dengan hidrogen diangkut ke oksigen yang membentuk air sebagai hasil samping. Elektron akan kehilangan energi potensialnya karena oksigen elektronegatif yang akan menarik elektron melalui rantai transport elektron. Mitokondria menggunakan energi ini untuk menghasilkan ATP. Seperti respirasi sel, fotosintesis juga merupakan reaksi redoks yang membalik arah aliran elektron. Air terurai dan elektron ditransfer bersama dengan ion hidrogen dari air ke karbondioksida dan mereduksinya menjadi gula. Elektron bertambah energi potensialnya ketika electron ini dipindahkan dari air ke gula.
Persamaan reaksi fotosintesis tampak seperti suatu reaksi yang sangat sederhana dari suatu proses yang sangat rumit. Akan tetapi sebenarnya fotosintesis bukanlah merupakan suatu poses tunggal. Fotosintesis terdiri dari dua proses yang masing-masing terdiri dari banyak tahapan reaksi. Kedua tahap reaksi tersebut terdiri dari reaksi terang (fotolisis) dan reaksi gelap (siklus Calvin).
