MITOKONDRIA

MITOKONDRIA PADA SEL OTOT JANTUNG DAN EKOR SPERMA Kedua sel diatas banyak memerlukan banyak energi untuk aktivitasnya

Respirasi seluler Menghasilkan ATP Dari pemecahan gula, lemak dan bahan-bahan lainnya Dalam keberadaan oksigen Memecah molekul yang lebih besar menjadi lebih kecil untuk menghasilkan energi = katabolisme Menghasilkan energi dalam keberadaan oksigen = respirasi aerob

Fraksi terbesar dalam sitoplasma sel Eukariotik Pada sel hati : 1000-2000 organel (1/5 dari total volume sel Bentuk : kaku, silindris memanjang, diameter 0,5 - 1 µm, panjang 3 µm Organel dibatasi membran ganda, m. luar dan m. dalam, ruang antar membran Ø 6 – 7 nm Ruang internal yang berisi cairan : Matriks mitokondria Pada matriks terdapat DNA, ribosom & enzymes Mengapa 2 membran? Meningkatkan area permukaan untuk membrane-bound enzymes yang mensintesa ATP

MATRIX Mengandung beratus-ratus enzim berbeda yang diperlukan untuk oksidasi piruvat dan asam lemak, dan untuk siklus asam sitrat Mengandung beberapa copy genom DNA yang identik, ribosom mitokondria, tRNA, dan beberapa enzim yang diperlukan untuk ekspresi gen mitokondria

INNER MEMBRANE Struktur berlipat-lipat membentuk cristae untuk memperluas area total permukaan Mengandung 3 protein utama, yaitu: (1) protein yang berperan dalam reaksi oksidasi pada rantai respirasi, (2) protein pada komplek ensim ATP synthase untuk pembuatan ATP dalam matrix, dan (3) protein transport spesifik untuk regulasi lintasan metabolit kedalam dan keluar matrix, bersifat selektif permeabel Mengandung cardiolipin (double phospholipid), penyusun 10% dari lipid membran dan membuat membran bersifat impermeabel terhadap ion

OUTER MEMBRANE Mengandung sejumlah besar channel-forming protein yang dinamakan porin Bersifat permeabel untuk semua molekul  5000 Da Mengandung protein kecil Molekul dapat masuk ke intermembrane space, tetapi tidak dapat melewati inner membrane karena bersifat impermeabel Mengandung enzim yang berperan dalam perubahan substrat lipid menjadi bentuk yang dapat dimetabolime dalam matrix

INTER MEMBRANE SPACE Mengandung sejumlah enzim yang menggunakan ATP melalui matrix untuk fosforilasi nukleotida lain

PEMBENTUKAN ENERGI PADA MITOKONDRIA

Empat subunit kompleks protein - kompleks I adalah NADH-ubiquinone reductase - kompleks II adalah succinate dehydrogenase (bagian dari siklus TCA) - kompleks III adalah ubiquinone -cytochrome c reductase - kompleks IV adalah cytochrome oxidase

KLOROPLAS

Cytoskeleton Mitochondrion Nucleus Rough endoplamsic reticulum (ER) Ribosomes Smooth endoplasmic reticulum (ER) Golgi apparatus Plasmodesmata Plasma membrane Chloroplast Cell wall Central vacuole Not in animal cells

Umumnya berbentuk lensa Kloroplas merupakan organel berukuran kecil seperti mitokondria Tergantung pada kondisi cahaya, kloroplas dapat bergerak dalam sel Misalnya ke permukaan untuk menangkap lebih banyak cahaya pada kondisi cahaya yang sedikit Kloroplas berperan sebagai organel untuk menghasilkan energi melalui proses fotosintesis

Memiliki membran ganda. Mengandung klorofil, yaitu pigmen fotosintetik yang memberikan warna hijau pada kebanyakan tumbuhan. Membran dalam menyatu membentuk kantung-kantung pipih seperti piringan yang disebut tilakoid Tilakoid mengandung pigmen yang menangkap cahaya Tilakoid bertumpuk satu sama lain membentuk granum (tunggal), grana (banyak). Interior bersifat likuid (stroma).

STRUKTUR KLOROPLAS

Energi elektromagnetik bergerak dalam bentuk gelombang Terdapat hubungan yang berbalik antara panjang gelombang dengan energi Panjang gelombang tinggi maka energi rendah

THYLAKOID Pusat reaksi fotosistem II (PSII), bersama dengan antena klorofil dan protein-protein yang berperan dalam transport elektron, terletak terutama di LAMELA GRANA Pusat reaksi fotosistem I (PSI), bersama dengan antena klorofil dan protein-protein yang berperan dalam transport elektron; dan enzim-ezsim untuk sintesis ATP (coupling factor enzymes) terletak terutama di LAMELA STROMA DAN DI SUDUT-SUDUT LAMELA GRANA KOMPLEKS SITOKROM B6F, yang menghubungkan dua sistem tersebut, tersebar merata.

MEKANISME TRANSPORT ELEKTRON DAN PROTON DALAM FOTOSINTESIS Reaksi terang fotosintesis tersusun atas : PSII, sitokrom b6F, PSI dan ATP synthase. Organisasi kedua fotosistem dikenal dengan skema Z (Z scheme)

Cytochrome complex synthase reductase LIGHT REACTOR NADP+ ADP ATP NADPH CALVIN CYCLE [CH2O] (sugar) STROMA (Low H+ concentration) Photosystem II H2O CO2 Cytochrome complex O2 1 1⁄2 2 Photosystem I Light THYLAKOID SPACE (High H+ concentration) Thylakoid membrane synthase Pq Pc Fd reductase + H+ NADP+ + 2H+ To Calvin cycle P 3 H+ 2 H+ +2 H+

PSI yang menyerap cahaya merah panjang (700 nm) menghasilkan reduktan kuat, yang mampu mereduksi NADP + menjadi NADPH di membran dekat stroma; dan menghasilkan pula oksidan lemah PSII (680 nm) menghasilkan oksidan kuat, yang mampu mengoksidasi H2O menjadi O2 di lumen thylakoid; serta menghasilkan reduktan lemah ATP dilepaskan ke dalam stroma melalui perpindahan H+ dari lumen ke stroma

Fotolisis air, hasil O2, NADPH2 dan ATP

Siklus Calvin memiliki 3 tahap Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO2 menjadi gula Siklus calvin Terjadi di stroma Siklus Calvin memiliki 3 tahap Fiksasi karbon Reduksi Regenerasi akseptor CO2

Fase pertama: fiksasi karbon Karbondioksida akan ditangkap dan disatukan dengan ribulosa bifosfat (RuBp) oleh enzim rubisco. Rubisco adalah protein enzim yang paling banyak terdapat di dalam kloroplas. Dalam tahap ini ribulosa bifosfat akan mengikat karbondioksida dan hasilnya adalah molekul dengan 6 karbon yang tidak stabil dan segera pecah menjadi 2 molekul 3 fosfogliserat. Dalam sekali siklus terdapat 3 molekul ribulosa bifosfat yang menangkap 3 molekul karbondioksida dan akan diubah menjadi 3 molekul berkarbon 6 yang tidak stabil sehingga langsung pecah menjadi 6 molekul 3 fosfogliserat.

Fase kedua: reduksi Masing-masing molekul 3 fosfogliserat akan menerima fosfat dari ATP sehingga berubah menjadi 1,3 difosfogliserat. Dibutuhkan 6 ATP untuk merubah 6 molekul 3 fosfogliserat menjadi 6 molekul 1,3 difosfogliserat. Molekul 1,3 difosfogliserat akan mengalami REDUKSI oleh NADPH sehingga berubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat (G3P), dibutuhkan 6 molekul NADPH dalam sekali siklus Calvin. Hasil dari tahap reduksi adalah 6 molekul gliseraldehida 3 fosfat dengan 1 molekul tersebut akan dikeluarkan untuk bahan baku glukosa sehingga tersisa 5 molekul G3P.

Fase ketiga: regenerasi Tahapan ini merupakan pembuatan kembali ribulosa bifosfat (molekul dengan 5 atom C) dari sisa gliseraldehida 3 fosfat (molekul dengan 3 atom C). Pada tahapan ini 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat akan diubah menjadi 3 molekul ribulosa bifosfat yang dapat digunakan kembali untuk menangkap karbondioksida. Dalam reaksi ini terdapat 3 molekul ATP yang mendonorkan fosfatnya.

Input Light 3 CO2 CALVIN CYCLE (Entering one at a time) Rubisco (G3P) Input (Entering one at a time) CO2 3 Rubisco Short-lived intermediate 3 P P Ribulose bisphosphate (RuBP) 3-Phosphoglycerate 6 P 6 1,3-Bisphoglycerate 6 NADPH 6 NADPH+ Glyceraldehyde-3-phosphate 6 ATP 3 ATP 3 ADP CALVIN CYCLE 5 1 G3P (a sugar) Output Light H2O LIGHT REACTION ATP NADPH NADP+ ADP [CH2O] (sugar) CALVIN CYCLE O2 6 ADP Glucose and other organic compounds