MAKALAH MENGENAI ORGANEL SEL

( MITOKONDRIA)

DISUSUN OLEH

OLEH KELOMPOK II

NAMA ANGGOTA

1 ARLAN FIKRIADI

2 EFTITA NUZULUL ULUM

3 NURUL FAHMI

4 SANG MADE HENDRA D

5 TRI LESTARI

6 YATIrsquo LATHIPA SARI

YAYASAN RUMAH SAKIT ISLAM NTB (YARSI)

SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN

MATARAM

TAHUN AKADEMIK 20102011

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum WrWb

Segala puja dan puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat serta hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya

Tak lupa juga kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Ns Badrun Nadianto SSos SKep selaku Ketua STIKES YARSI Mataram yang telah menyediakan fasilitas sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah ini Dan yang kedua Bapak Musanip M Repro selaku pembimbing kami Dan yang terakhir untuk teman-teman yang telah ikut berpartisipasi dalam pembuatan makalah ini

Demikian Makalah ini kami susun semoga dapat bermanfaat bagi kita semua Kurang lebihnya kami mohon maaf

Wassalamualaikum WrWb

Mataram 20 April 2010

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

B Rumusan Masalah

C Tujuan

BAB II MITOKONDRIA

A Pengertian

B Struktur Mitokondria

C Fungsi Mitokondria

D Genetika Mitokondria (Penyakit)

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

BAB I

PENDAHULUAN

D Latar Belakang

Penemuan susunan sel dalam organisme adalah bersamaan dengan permulaan

pemakaian Mikroskop Dari hasil penelitian beberapa para ahli dihasilkan beberapa

teori sel diantaranya Sel berasal dari sel dan berkembang biak dengan cara

membelah diri Sel adalah suatu unit struktural dan fungsional terkecil pada makhluk

hidup Sel adalah suatu unit aktifitas Biologi yang dibatasi oleh membran

semipermiabel dan dapat melakukan reproduksi sendiri pada medium di luar

makhluk hidup Di dalam sel terdapat beberapa bagian diantaranya mitokondria dan

kloroplas Mitokondria pertama-tama diobservasi oleh Kolliker tahun 1880 pada otot

serangga Ia mendapati bahwa granula tersebut dapat mengembang dalam air Pada

tahun 1882 Fleming memberinya nama Fila dan tahun 1890 Altman memberi nama

Biobblas Nama mitokondria berasal dari Benda (1897-1898) tahun 1948 Hogeboom

melihat bahwa mitokondria sebagai tempat (lokasi) respirasi sel Nass (1963)

membuktikan bahwa di dalam mitokondria terdapat ADN

Mitokondria adalah suatu rangkaian organela unik yang mengandung DNA

sendiri DNA mitokondria Berbeda dengan organel sel lainnya mitokondria

memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik

di inti sel Mitokondria sesuai dengan namanya merupakan rantai DNA yang

terletak di bagian sel yang bernama mitokondria DNA mitokondria memiliki ciri-ciri

yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran jumlah gen dan bentuk Di

antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi yaitu sekitar 10-17 kali

DNA inti [Wallace et al 1997] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah

banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel sedangkan DNA inti hanya berjumlah

dua kopi DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara

DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited) [Browning et al

1979 Giles et al1980]

Pada makalah ini kami akan membahas mengenai mitokondria yaitu struktur

fungsi dan hal-hal yang berkaitan dengan mitokondria

E Rumusan Masalah

1 Apa yang dimaksud dengan mitokondria

2 Bagaimana struktur dari mitokondria

3 Apa saja fungsi dari mitokondria

4 Apa saja penyakit yang disebabkan oleh kelainan mitokondria

F Tujuan

1 Kita dapat menjelaskan secara detail mengenai sel mitokondria

2 Kita dapat mendeskripsikan strukutur mitokondria

3 Kita dapat menjelaskan fungsi-fungsi mitokondria

4 Kita dapat menjelaskan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh kelainan

mitokondria

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum WrWb

Segala puja dan puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat serta hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya

Tak lupa juga kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Ns Badrun Nadianto SSos SKep selaku Ketua STIKES YARSI Mataram yang telah menyediakan fasilitas sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah ini Dan yang kedua Bapak Musanip M Repro selaku pembimbing kami Dan yang terakhir untuk teman-teman yang telah ikut berpartisipasi dalam pembuatan makalah ini

Demikian Makalah ini kami susun semoga dapat bermanfaat bagi kita semua Kurang lebihnya kami mohon maaf

Wassalamualaikum WrWb

Mataram 20 April 2010

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

B Rumusan Masalah

C Tujuan

BAB II MITOKONDRIA

A Pengertian

B Struktur Mitokondria

C Fungsi Mitokondria

D Genetika Mitokondria (Penyakit)

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

BAB I

PENDAHULUAN

D Latar Belakang

Penemuan susunan sel dalam organisme adalah bersamaan dengan permulaan

pemakaian Mikroskop Dari hasil penelitian beberapa para ahli dihasilkan beberapa

teori sel diantaranya Sel berasal dari sel dan berkembang biak dengan cara

membelah diri Sel adalah suatu unit struktural dan fungsional terkecil pada makhluk

hidup Sel adalah suatu unit aktifitas Biologi yang dibatasi oleh membran

semipermiabel dan dapat melakukan reproduksi sendiri pada medium di luar

makhluk hidup Di dalam sel terdapat beberapa bagian diantaranya mitokondria dan

kloroplas Mitokondria pertama-tama diobservasi oleh Kolliker tahun 1880 pada otot

serangga Ia mendapati bahwa granula tersebut dapat mengembang dalam air Pada

tahun 1882 Fleming memberinya nama Fila dan tahun 1890 Altman memberi nama

Biobblas Nama mitokondria berasal dari Benda (1897-1898) tahun 1948 Hogeboom

melihat bahwa mitokondria sebagai tempat (lokasi) respirasi sel Nass (1963)

membuktikan bahwa di dalam mitokondria terdapat ADN

Mitokondria adalah suatu rangkaian organela unik yang mengandung DNA

sendiri DNA mitokondria Berbeda dengan organel sel lainnya mitokondria

memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik

di inti sel Mitokondria sesuai dengan namanya merupakan rantai DNA yang

terletak di bagian sel yang bernama mitokondria DNA mitokondria memiliki ciri-ciri

yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran jumlah gen dan bentuk Di

antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi yaitu sekitar 10-17 kali

DNA inti [Wallace et al 1997] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah

banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel sedangkan DNA inti hanya berjumlah

dua kopi DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara

DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited) [Browning et al

1979 Giles et al1980]

Pada makalah ini kami akan membahas mengenai mitokondria yaitu struktur

fungsi dan hal-hal yang berkaitan dengan mitokondria

E Rumusan Masalah

1 Apa yang dimaksud dengan mitokondria

2 Bagaimana struktur dari mitokondria

3 Apa saja fungsi dari mitokondria

4 Apa saja penyakit yang disebabkan oleh kelainan mitokondria

F Tujuan

1 Kita dapat menjelaskan secara detail mengenai sel mitokondria

2 Kita dapat mendeskripsikan strukutur mitokondria

3 Kita dapat menjelaskan fungsi-fungsi mitokondria

4 Kita dapat menjelaskan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh kelainan

mitokondria

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

A Latar Belakang

B Rumusan Masalah

C Tujuan

BAB II MITOKONDRIA

A Pengertian

B Struktur Mitokondria

C Fungsi Mitokondria

D Genetika Mitokondria (Penyakit)

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

BAB I

PENDAHULUAN

D Latar Belakang

Penemuan susunan sel dalam organisme adalah bersamaan dengan permulaan

pemakaian Mikroskop Dari hasil penelitian beberapa para ahli dihasilkan beberapa

teori sel diantaranya Sel berasal dari sel dan berkembang biak dengan cara

membelah diri Sel adalah suatu unit struktural dan fungsional terkecil pada makhluk

hidup Sel adalah suatu unit aktifitas Biologi yang dibatasi oleh membran

semipermiabel dan dapat melakukan reproduksi sendiri pada medium di luar

makhluk hidup Di dalam sel terdapat beberapa bagian diantaranya mitokondria dan

kloroplas Mitokondria pertama-tama diobservasi oleh Kolliker tahun 1880 pada otot

serangga Ia mendapati bahwa granula tersebut dapat mengembang dalam air Pada

tahun 1882 Fleming memberinya nama Fila dan tahun 1890 Altman memberi nama

Biobblas Nama mitokondria berasal dari Benda (1897-1898) tahun 1948 Hogeboom

melihat bahwa mitokondria sebagai tempat (lokasi) respirasi sel Nass (1963)

membuktikan bahwa di dalam mitokondria terdapat ADN

Mitokondria adalah suatu rangkaian organela unik yang mengandung DNA

sendiri DNA mitokondria Berbeda dengan organel sel lainnya mitokondria

memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik

di inti sel Mitokondria sesuai dengan namanya merupakan rantai DNA yang

terletak di bagian sel yang bernama mitokondria DNA mitokondria memiliki ciri-ciri

yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran jumlah gen dan bentuk Di

antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi yaitu sekitar 10-17 kali

DNA inti [Wallace et al 1997] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah

banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel sedangkan DNA inti hanya berjumlah

dua kopi DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara

DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited) [Browning et al

1979 Giles et al1980]

Pada makalah ini kami akan membahas mengenai mitokondria yaitu struktur

fungsi dan hal-hal yang berkaitan dengan mitokondria

E Rumusan Masalah

1 Apa yang dimaksud dengan mitokondria

2 Bagaimana struktur dari mitokondria

3 Apa saja fungsi dari mitokondria

4 Apa saja penyakit yang disebabkan oleh kelainan mitokondria

F Tujuan

1 Kita dapat menjelaskan secara detail mengenai sel mitokondria

2 Kita dapat mendeskripsikan strukutur mitokondria

3 Kita dapat menjelaskan fungsi-fungsi mitokondria

4 Kita dapat menjelaskan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh kelainan

mitokondria

DAFTAR PUSTAKA

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

BAB I

PENDAHULUAN

D Latar Belakang

Penemuan susunan sel dalam organisme adalah bersamaan dengan permulaan

pemakaian Mikroskop Dari hasil penelitian beberapa para ahli dihasilkan beberapa

teori sel diantaranya Sel berasal dari sel dan berkembang biak dengan cara

membelah diri Sel adalah suatu unit struktural dan fungsional terkecil pada makhluk

hidup Sel adalah suatu unit aktifitas Biologi yang dibatasi oleh membran

semipermiabel dan dapat melakukan reproduksi sendiri pada medium di luar

makhluk hidup Di dalam sel terdapat beberapa bagian diantaranya mitokondria dan

kloroplas Mitokondria pertama-tama diobservasi oleh Kolliker tahun 1880 pada otot

serangga Ia mendapati bahwa granula tersebut dapat mengembang dalam air Pada

tahun 1882 Fleming memberinya nama Fila dan tahun 1890 Altman memberi nama

Biobblas Nama mitokondria berasal dari Benda (1897-1898) tahun 1948 Hogeboom

melihat bahwa mitokondria sebagai tempat (lokasi) respirasi sel Nass (1963)

membuktikan bahwa di dalam mitokondria terdapat ADN

Mitokondria adalah suatu rangkaian organela unik yang mengandung DNA

sendiri DNA mitokondria Berbeda dengan organel sel lainnya mitokondria

memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik

di inti sel Mitokondria sesuai dengan namanya merupakan rantai DNA yang

terletak di bagian sel yang bernama mitokondria DNA mitokondria memiliki ciri-ciri

yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran jumlah gen dan bentuk Di

antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi yaitu sekitar 10-17 kali

DNA inti [Wallace et al 1997] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah

banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel sedangkan DNA inti hanya berjumlah

dua kopi DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara

DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited) [Browning et al

1979 Giles et al1980]

Pada makalah ini kami akan membahas mengenai mitokondria yaitu struktur

fungsi dan hal-hal yang berkaitan dengan mitokondria

E Rumusan Masalah

1 Apa yang dimaksud dengan mitokondria

2 Bagaimana struktur dari mitokondria

3 Apa saja fungsi dari mitokondria

4 Apa saja penyakit yang disebabkan oleh kelainan mitokondria

F Tujuan

1 Kita dapat menjelaskan secara detail mengenai sel mitokondria

2 Kita dapat mendeskripsikan strukutur mitokondria

3 Kita dapat menjelaskan fungsi-fungsi mitokondria

4 Kita dapat menjelaskan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh kelainan

mitokondria

Mitokondria adalah suatu rangkaian organela unik yang mengandung DNA

sendiri DNA mitokondria Berbeda dengan organel sel lainnya mitokondria

memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik

di inti sel Mitokondria sesuai dengan namanya merupakan rantai DNA yang

terletak di bagian sel yang bernama mitokondria DNA mitokondria memiliki ciri-ciri

yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran jumlah gen dan bentuk Di

antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi yaitu sekitar 10-17 kali

DNA inti [Wallace et al 1997] Selain itu DNA mitokondria terdapat dalam jumlah

banyak (lebih dari 1000 kopi) dalam tiap sel sedangkan DNA inti hanya berjumlah

dua kopi DNA inti merupakan hasil rekombinasi DNA kedua orang tua sementara

DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited) [Browning et al

1979 Giles et al1980]

Pada makalah ini kami akan membahas mengenai mitokondria yaitu struktur

fungsi dan hal-hal yang berkaitan dengan mitokondria

E Rumusan Masalah

1 Apa yang dimaksud dengan mitokondria

2 Bagaimana struktur dari mitokondria

3 Apa saja fungsi dari mitokondria

4 Apa saja penyakit yang disebabkan oleh kelainan mitokondria

F Tujuan

1 Kita dapat menjelaskan secara detail mengenai sel mitokondria

2 Kita dapat mendeskripsikan strukutur mitokondria

3 Kita dapat menjelaskan fungsi-fungsi mitokondria

4 Kita dapat menjelaskan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh kelainan

mitokondria

BAB IIMITOKONDRIA

E PENGERTIAN

Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti

seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian

butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena

memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula

Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria

Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di

dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan

hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan

Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki

laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya

yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang

satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan

urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah

ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu

Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria

Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di

dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan

hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan

Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki

laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya

yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang

satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan

urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah

ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu

Sifat DNA Mitokondria

MtDNA diwariskan secara maternal [Browning et al 1979 Giles et al1980] Sel

telur memiliki jumlah mitokondria yang lebih banyak dibandingkan sel sperma yaitu sekitar

100000 molekul sedangkan sel sperma hanya memiliki sekitar 100-1500 mtDNA [Chen et

al 1995b Manfredi et al 1997] Dalam sel sperma mitokondria banyak terkandung dalam

bagian ekor karena bagian ini yang sangat aktif bergerak sehingga membutuhkan banyak

ATPPada saat terjadi pembuahan sel telur bagian ekor sperma dilepaskan sehingga hanya

sedikit atau hampir tidak ada mtDNA yang masuk ke dalam sel telur

Hal ini berarti bahwa sumbangan secara paternal hanya berjumlah 100 mitokondria

Apalagi dalam proses pertumbuhan sel jumlah mtDNA secara paternal semakin berkurang

Maka jika dibandingkan dengan sumbangan secara maternal yaitu 100000 maka

sumbangan secara paternal hanya 001 Oleh karena itu dapat dianggap tidak terjadi

rekombinasi sehingga dapat dikatakan bahwa mtDNA bersifat haploid diturunkan dari ibu

ke seluruh keturunannya [Cann et al 1987 Giles et al 1980 Wallace 1997]DNA

mitokondria juga memiliki sifat unik lainnya yaitu laju mutasinya yang sangat tinggi sekitar

10-17 kali DNA inti [Wallace et al 1997] Hal ini dikarenakan mtDNA tidak memiliki

mekanisme reparasi yang efisien [Bogenhagen 1999] tidak memiliki protein histon dan

terletak berdekatan dengan membran dalam mitokondria tempat berlangsungnya reaksi

fosforilasi oksidatif yang menghasilkan radikal oksigen sebagai produk samping [Richter

1988]

Selain itu DNA polimerase yang dimiliki oleh mitokondria adalah DNA polimerase

γ yang tidak mempunyai aktivitas proofreading (suatu proses perbaikan dan pengakuratan

dalam replikasi DNA) Tidak adanya aktivitas ini menyebabkan mtDNA tidak memiliki

sistem perbaikan yang dapat menghilangkan kesalahan replikasi Replikasi mtDNA yang

tidak akurat ini akan menyebabkan mutasi mudah terjadiSalah satu bentuk keunikan lainnya

dari mitokondria adalah perbedaan kode genetik mitokondria menunjukkan perbedaan dalam

hal pengenalan kodon universal UGA tidak dibaca sebagai ldquoberhentirdquo (stop) melainkan

sebagai tryptofan AGA dan AGG tidak dibaca sebagai arginin melainkan sebagai

ldquoberhentirdquo AUA dibaca sebagai methionin [Anderson et al 1981]

F STRUKTUR MITOKONDRIA

bull Ukuran

ndash diameter 02 ndash 10 μm

ndash panjang 1- 4 μm

bull Σ mitokondria dalam ndash bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut

Contoh

ndash Sel hati - mitokondria 15 ndash 20 volume sel

bull Pada sel tumbuhan - mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis

bull Memiliki membran lsquolipid bilayerrsquo

ganda ndash membran luar sistem membran dalam yang kompleks invaginasi Krista Diantara

kedua membran terdapat ruang antarinter membrane

bull Matriks berisi protein terlarut berbentuk seperti gel

bull Matriks mitokondria

ndash Mengandung ribosom enzim DNA sirkular

ndash Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA

Matriks

Sebagian besar (sekitar 67) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks Enzim-

enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat asam lemak dan untuk menjalankan

siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini

Membran Mitokondria

1 Membran luarbull mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan

bull memiliki protein integral pada membran yang membentuk

saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar

masuk mitokondria

2 Membran dalam

bull mengelilingi matriks yang berisi cairan

bull membentuk suatu lekukan ke dalam matriks krista

bull Mengandung 5 kelompok protein integral membrane

Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin Porin membentuk saluran

yang erukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar sehingga membran

luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul

kecil berukuran 5 kDa atau kurang termasuk protein berukuran kecil Molekul-molekul

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

E PENGERTIAN

Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti

seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian

butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena

memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula

Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria

Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di

dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan

hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan

Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki

laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya

yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang

satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan

urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah

ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu

Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria

Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di

dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan

hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan

Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki

laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya

yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang

satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan

urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah

ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu

Sifat DNA Mitokondria

MtDNA diwariskan secara maternal [Browning et al 1979 Giles et al1980] Sel

telur memiliki jumlah mitokondria yang lebih banyak dibandingkan sel sperma yaitu sekitar

100000 molekul sedangkan sel sperma hanya memiliki sekitar 100-1500 mtDNA [Chen et

al 1995b Manfredi et al 1997] Dalam sel sperma mitokondria banyak terkandung dalam

bagian ekor karena bagian ini yang sangat aktif bergerak sehingga membutuhkan banyak

ATPPada saat terjadi pembuahan sel telur bagian ekor sperma dilepaskan sehingga hanya

sedikit atau hampir tidak ada mtDNA yang masuk ke dalam sel telur

Hal ini berarti bahwa sumbangan secara paternal hanya berjumlah 100 mitokondria

Apalagi dalam proses pertumbuhan sel jumlah mtDNA secara paternal semakin berkurang

Maka jika dibandingkan dengan sumbangan secara maternal yaitu 100000 maka

sumbangan secara paternal hanya 001 Oleh karena itu dapat dianggap tidak terjadi

rekombinasi sehingga dapat dikatakan bahwa mtDNA bersifat haploid diturunkan dari ibu

ke seluruh keturunannya [Cann et al 1987 Giles et al 1980 Wallace 1997]DNA

mitokondria juga memiliki sifat unik lainnya yaitu laju mutasinya yang sangat tinggi sekitar

10-17 kali DNA inti [Wallace et al 1997] Hal ini dikarenakan mtDNA tidak memiliki

mekanisme reparasi yang efisien [Bogenhagen 1999] tidak memiliki protein histon dan

terletak berdekatan dengan membran dalam mitokondria tempat berlangsungnya reaksi

fosforilasi oksidatif yang menghasilkan radikal oksigen sebagai produk samping [Richter

1988]

Selain itu DNA polimerase yang dimiliki oleh mitokondria adalah DNA polimerase

γ yang tidak mempunyai aktivitas proofreading (suatu proses perbaikan dan pengakuratan

dalam replikasi DNA) Tidak adanya aktivitas ini menyebabkan mtDNA tidak memiliki

sistem perbaikan yang dapat menghilangkan kesalahan replikasi Replikasi mtDNA yang

tidak akurat ini akan menyebabkan mutasi mudah terjadiSalah satu bentuk keunikan lainnya

dari mitokondria adalah perbedaan kode genetik mitokondria menunjukkan perbedaan dalam

hal pengenalan kodon universal UGA tidak dibaca sebagai ldquoberhentirdquo (stop) melainkan

sebagai tryptofan AGA dan AGG tidak dibaca sebagai arginin melainkan sebagai

ldquoberhentirdquo AUA dibaca sebagai methionin [Anderson et al 1981]

F STRUKTUR MITOKONDRIA

bull Ukuran

ndash diameter 02 ndash 10 μm

ndash panjang 1- 4 μm

bull Σ mitokondria dalam ndash bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut

Contoh

ndash Sel hati - mitokondria 15 ndash 20 volume sel

bull Pada sel tumbuhan - mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis

bull Memiliki membran lsquolipid bilayerrsquo

ganda ndash membran luar sistem membran dalam yang kompleks invaginasi Krista Diantara

kedua membran terdapat ruang antarinter membrane

bull Matriks berisi protein terlarut berbentuk seperti gel

bull Matriks mitokondria

ndash Mengandung ribosom enzim DNA sirkular

ndash Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA

Matriks

Sebagian besar (sekitar 67) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks Enzim-

enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat asam lemak dan untuk menjalankan

siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini

Membran Mitokondria

1 Membran luarbull mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan

bull memiliki protein integral pada membran yang membentuk

saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar

masuk mitokondria

2 Membran dalam

bull mengelilingi matriks yang berisi cairan

bull membentuk suatu lekukan ke dalam matriks krista

bull Mengandung 5 kelompok protein integral membrane

Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin Porin membentuk saluran

yang erukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar sehingga membran

luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul

kecil berukuran 5 kDa atau kurang termasuk protein berukuran kecil Molekul-molekul

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

MtDNA diwariskan secara maternal [Browning et al 1979 Giles et al1980] Sel

telur memiliki jumlah mitokondria yang lebih banyak dibandingkan sel sperma yaitu sekitar

100000 molekul sedangkan sel sperma hanya memiliki sekitar 100-1500 mtDNA [Chen et

al 1995b Manfredi et al 1997] Dalam sel sperma mitokondria banyak terkandung dalam

bagian ekor karena bagian ini yang sangat aktif bergerak sehingga membutuhkan banyak

ATPPada saat terjadi pembuahan sel telur bagian ekor sperma dilepaskan sehingga hanya

sedikit atau hampir tidak ada mtDNA yang masuk ke dalam sel telur

Hal ini berarti bahwa sumbangan secara paternal hanya berjumlah 100 mitokondria

Apalagi dalam proses pertumbuhan sel jumlah mtDNA secara paternal semakin berkurang

Maka jika dibandingkan dengan sumbangan secara maternal yaitu 100000 maka

sumbangan secara paternal hanya 001 Oleh karena itu dapat dianggap tidak terjadi

rekombinasi sehingga dapat dikatakan bahwa mtDNA bersifat haploid diturunkan dari ibu

ke seluruh keturunannya [Cann et al 1987 Giles et al 1980 Wallace 1997]DNA

mitokondria juga memiliki sifat unik lainnya yaitu laju mutasinya yang sangat tinggi sekitar

10-17 kali DNA inti [Wallace et al 1997] Hal ini dikarenakan mtDNA tidak memiliki

mekanisme reparasi yang efisien [Bogenhagen 1999] tidak memiliki protein histon dan

terletak berdekatan dengan membran dalam mitokondria tempat berlangsungnya reaksi

fosforilasi oksidatif yang menghasilkan radikal oksigen sebagai produk samping [Richter

1988]

Selain itu DNA polimerase yang dimiliki oleh mitokondria adalah DNA polimerase

γ yang tidak mempunyai aktivitas proofreading (suatu proses perbaikan dan pengakuratan

dalam replikasi DNA) Tidak adanya aktivitas ini menyebabkan mtDNA tidak memiliki

sistem perbaikan yang dapat menghilangkan kesalahan replikasi Replikasi mtDNA yang

tidak akurat ini akan menyebabkan mutasi mudah terjadiSalah satu bentuk keunikan lainnya

dari mitokondria adalah perbedaan kode genetik mitokondria menunjukkan perbedaan dalam

hal pengenalan kodon universal UGA tidak dibaca sebagai ldquoberhentirdquo (stop) melainkan

sebagai tryptofan AGA dan AGG tidak dibaca sebagai arginin melainkan sebagai

ldquoberhentirdquo AUA dibaca sebagai methionin [Anderson et al 1981]

F STRUKTUR MITOKONDRIA

bull Ukuran

ndash diameter 02 ndash 10 μm

ndash panjang 1- 4 μm

bull Σ mitokondria dalam ndash bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut

Contoh

ndash Sel hati - mitokondria 15 ndash 20 volume sel

bull Pada sel tumbuhan - mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis

bull Memiliki membran lsquolipid bilayerrsquo

ganda ndash membran luar sistem membran dalam yang kompleks invaginasi Krista Diantara

kedua membran terdapat ruang antarinter membrane

bull Matriks berisi protein terlarut berbentuk seperti gel

bull Matriks mitokondria

ndash Mengandung ribosom enzim DNA sirkular

ndash Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA

Matriks

Sebagian besar (sekitar 67) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks Enzim-

enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat asam lemak dan untuk menjalankan

siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini

Membran Mitokondria

1 Membran luarbull mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan

bull memiliki protein integral pada membran yang membentuk

saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar

masuk mitokondria

2 Membran dalam

bull mengelilingi matriks yang berisi cairan

bull membentuk suatu lekukan ke dalam matriks krista

bull Mengandung 5 kelompok protein integral membrane

Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin Porin membentuk saluran

yang erukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar sehingga membran

luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul

kecil berukuran 5 kDa atau kurang termasuk protein berukuran kecil Molekul-molekul

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

F STRUKTUR MITOKONDRIA

bull Ukuran

ndash diameter 02 ndash 10 μm

ndash panjang 1- 4 μm

bull Σ mitokondria dalam ndash bervariasi sesuai dengan fungsi dari sel tersebut

Contoh

ndash Sel hati - mitokondria 15 ndash 20 volume sel

bull Pada sel tumbuhan - mitokondria sumber ATP untuk sel yang tidak fotosintesis

bull Memiliki membran lsquolipid bilayerrsquo

ganda ndash membran luar sistem membran dalam yang kompleks invaginasi Krista Diantara

kedua membran terdapat ruang antarinter membrane

bull Matriks berisi protein terlarut berbentuk seperti gel

bull Matriks mitokondria

ndash Mengandung ribosom enzim DNA sirkular

ndash Mengandung enzim untuk pengubahan piruvat asetil CoA

Matriks

Sebagian besar (sekitar 67) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks Enzim-

enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat asam lemak dan untuk menjalankan

siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini

Membran Mitokondria

1 Membran luarbull mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan

bull memiliki protein integral pada membran yang membentuk

saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar

masuk mitokondria

2 Membran dalam

bull mengelilingi matriks yang berisi cairan

bull membentuk suatu lekukan ke dalam matriks krista

bull Mengandung 5 kelompok protein integral membrane

Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin Porin membentuk saluran

yang erukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar sehingga membran

luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul

kecil berukuran 5 kDa atau kurang termasuk protein berukuran kecil Molekul-molekul

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Matriks

Sebagian besar (sekitar 67) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks Enzim-

enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat asam lemak dan untuk menjalankan

siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini

Membran Mitokondria

1 Membran luarbull mengelilingi struktur mitokondria secara keseluruhan

bull memiliki protein integral pada membran yang membentuk

saluran untuk memfasilitasi berbagai macam molekul keluar

masuk mitokondria

2 Membran dalam

bull mengelilingi matriks yang berisi cairan

bull membentuk suatu lekukan ke dalam matriks krista

bull Mengandung 5 kelompok protein integral membrane

Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin Porin membentuk saluran

yang erukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar sehingga membran

luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul

kecil berukuran 5 kDa atau kurang termasuk protein berukuran kecil Molekul-molekul

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

tersebut bebas memasuki ruang antar membran namun sebagi-an besar tidak melewati

membran dalam yang bersifat imper-meabel Ini berarti bahwa dalam hal kandungan

molekul kecil di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang

matriks berbeda Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang

terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid

menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria

Membran dalam dan krista

Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria

yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat oksidasi asam lemak dan pembentukan

energi Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini Ruang antar membran adalah

ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria Ruang ini

mengandung sekitar 6 dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja

menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk

memfosforilasi nukleotida lain

5 kelompok protein integral membran pada membran

dalam mitokondria

o NADH dehidrogenase

o suksinat dehidrogenase

o sitokrom c reduktase (juga dikenal sebagai kompleks sitokrom b-c1)

o sitokrom c oksidase

o ATP sintase

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Memiliki DNA sirkular yang mengkode enzim dan beberapa protein yang diperlukan

mitokondria untuk menjunang aktivitas pada mitokondria beberapa protein yang diperlukan

mitokondria dikode oleh inti

bull Mitokondria dinamis

ndash Berpindah tempat dalam sitosol

ndash Struktur dapat berubah

ndash Fusi dan fisi

bull Berperan dalam respirasi sel menghasilkan ATP energi untuk metabolisme

Mitokondria berasal dari organisme eukariot yang bersimbiosis dengan sel eukariot

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

G Fungsi Mitokondria

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP

yang akan dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Secara garis besar

reaksi pembentukan ATP yang berlangsung di mitokondria dapat dibagi menjadi 3 tahap

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

a Reaksi oksidasi piruvat (atau asam lemak) menjadi CO Reaksi ini terkait dengan reduksi

NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH2 Reaksi-reaksi ini berlangsung dalam ruang matriks

mitokondria

b Transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke O Rentetan reaksi ini berlangsung pada

membran dalam dan terkait dengan pembentukan proton motive force atau gradien

elektrokimia

lintas membran dalam mitokondria

c Pemanfaatan energi yang tersimpan dalam bentuk gradien elektrokimia untuk

memproduksi ATP Reaksi ini dikatalisis oleh kompleks enzim F0-F1 ATP sintetase yang

berlokasi pada

membran dalam

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Pemecahan molekul makanan

bull 3 langkah pemecahan molekul makanan

a) Stadium 1

ndash makromolekul subunit sederhana oleh enzim-enzim pencernaan

bull Protein asam amino

bull Polisakarida gula

bull Lemak asam lemak amp gliserol

b) Stadium 2

ndash subunit sederhana asetil CoA

bull Subunit sederhana piruvat sitoplasma sel

bull Piruvat asetil CoA mitokondria

bull Menghasilkan sejumlah kecil ATP dan NADH

c) Stadium 3

ndash Oksidasi asetil CoA menjadi H2O dan CO2 mitokondria

ndash Menghasilkan sejumlah besar ATP fosforilasi oksidatif

RESPIRASI SELULER

Respirasi seluler merupakan proses oksidasi molekul makanan missal glukosa menjadi

CO2 dan H2O- E dalam bentuk ATP menunjang aktivitas sel yang memerlukan energi

Respirasi berlangsung dalam dua tahap

glikolisis pemecahan glukosa - asam piruvat - berlangsung di dalam sitosol

oksidasi asam piruvat - CO2 + H2O

- Berlangsung di dalam mitokondria

- Siklus Krebs

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Persamaan Umum Respirasi

C6H2O6 + 6 O2 - 6 CO2 + 6 H2O + E

Glikolisis

Glikolisis merupakan proses katabolisme glukosa terjadi pada setiap jenis sel

- Berlangsung di dalam sitosol

- Degradasi 1 molekul gula menjadi 2 molekul piruvat melalui suatu urutan reaksi

amp menggunakan enzim-enzim

Persamaan reaksi

C6H12O6 + 2NAD+ -2C3H4O3 + 2 NADH + 2H+

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Pada glikolisis terdapat 9 reaksi masing-masing dibantu oleh enzim yang spesifik

Pada tahap 1 dan 3 ATP diubah menjadi ADP dan terjadi proses fosforilasi

Pada tahap 5 NAD diubah menjadi NADH + H+

Pada tahap 6 dan 9 ADP diubah menjadi meolekul berenergi tinggi - ATP

Pada tahap 4 gula 6 ndash C dipecah menjadi 2 senyawa 3 ndash C yaitu

bull Fosfogliseraldehid (PGAL)

bull Dihidroksiaseton - dapat diubah menjadi PGAL dengan bantuan enzim

Isomerase

Akhir dari proses glikolisis

dua molekul asam piruvat (3 ndash C)

dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH per molekul glukosa

Pada kondisi anaerob (tanpa kehadiran oksigen) asam piruvat dapat masuk ke jalur

- Fermentasi alcohol

- Fermentasi asam laktat

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Jalur Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Fermentasi alkohol pada ragi

asam piruvat didekarboksilasi dan direduksi oleh NADH membentuk CO2 dan

ethanol

Persamaan reaksin C3H4O3 + NADH + H+ - CO2 + C2H5OH + NAD+

Proses dinamakan fermentasi alkoholik

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Pada otot yang sedang berkontraksi Asam piruvat direduksi oleh NADH

membentuk molekul asam laktat Persamaan reaksi

C3H4O3 + NADH + H+ 1048774 C3H6O3 + NAD+ Proses dinamakan fermentasi asam laktat

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Siklus KrebsSiklus asam sitrat

Oksidasi asetil CoA - CO2

Siklus Krebs amp transfer elektron

bull menghasilkan 3 NADH amp FADH2 - ATP

bull elektron dari NADH amp FADH2 ditransfer ke electron carrier ndash berlangsung pada membran

dalam mitokondria

bull Akseptor elektron O2 yang akan direduksi dan membentuk H2O

bull Pergerakan proton kembali melewati membran oleh ATP-synthase

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Transport elektron

bull Dari molekul NADH dan FADH2

bull Perlu oksigen

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Transfer elektronbull Memanfaatkan kompleks enzim respirasi pada membran dalam mitokondria

Transport elektron

bull Menyebabkan terjadinya gradien proton

ndash perbedaan pH di matriks dengan ruang intermembran mitokondria

ndash Terjadi perbedaan potensial membran

ndash Kedua akibat ini menimbulkan energi untuk mengembalikan proton H+ kembali ke

matriks

bull Gradien proton digunakan untuk sintesis ATP oleh ATP sintase

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

H GENETIKA MITOKONDRIA (Penyakit)

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada matriks

mitokondria yang mengandung 37 gen dan berukuran 16569 pasang basa Dua puluh empat

gen (24) diperlukan untuk translasi mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer

(tRNA)] dan 13 mengkode subunit rantai respirasi dengan perincian sebagai berikut 7

subunit untuk kompleks I [ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 DAN ND6 (ND singkatan

dari NADH dehydrogenase)] 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b) 3 subunit untuk

sitokrom oksidasi (COX1IIIII) serta 2 subunit untuk ATP sintetase Sebagian rantai

respirasi dikode oleh DNA nukleus Genom DNA mitokondria manusia Genetika

mitokondria berbeda dengan hukum Mendel dalam 3 aspek utama diturunkan dari ibu

heteroplasmi dan segregasi mitotik

1 Diturunkan dari ibu

Secara hukum umum semua DNA mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Sehingga

seorang ibu membawa mutasi mtDNA pada semua anak-anaknya tetapi hanya anak

perempuannya yang akan memindahkan mutasi tersebut pada keturunannya Bukti baru

transmisi paternal mtDNA pada otot rangka (tetapi tidak pada jaringan lain) pada pasien

dengan miopati mitokondria memberikan peringatan penting bahwa sifat mtDNA yang

diturunkan dari ibu bukan merupakan hukum yang mutlak tetapi tidak disangkal bahwa

penyakit-penyakit yang berhubungan dengan mtDNA terutama diturunkan dari pihak ibu

2 Heteroplasmi dan efek ambang batas (threshold effect)

Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel dan secara umum terdapat beberapa mutasi

patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA

normal dan mutan keadaan ini disebut heteroplasmi Heteroplasmi juga terdapat pada

tingkat organel yaitu mitokondrion dengan mtDNA normal dan mutan yang bercampur Pada

orang normal semua mtDNA adalah identik (homoplasmi) Tidaklah mengherankan bila

dengan jumlah mtDNA minimal belum terjadi disfungsi oksidatif dan belum tampak tanda

klinis ini yang disebut efek ambang batas Tiap-tiap sel organ memiliki ambang batas

tersendiri tergantung metabolisme jaringan tersebut Efek tersebut lebih rendah pada

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

jaringan yang tergantung pada metabolisme oksidatif seperti otak jantung otot rangka

retina tubulus ginjal dan kelenjar

endokrin

3 Segregasi mitotik

Redistribusi acak organela saat pembelahan sel dapat mengubah proporsi mtDNA mutan

yang diterima oleh sel anak perumpuan jika efek ambang patogenik dalam jaringan yang

tidak terkena terlampaui maka fenotip dapat juga berubah Pada gangguan mtDNA sering

berhubungannya dengan umur jaringan yang terkena dan variabilitasMutasi DNA

mitokondria ternyata relatif tinggi mtDNA secara alami dihadapkan pada faktor-faktor yang

tidak menguntungkan seperti (a) tingginya kadar spesies oksigen reaktif sebagai produk

samping metabolisme oksidatif

mitokondria

(b) terpaparnya mtDNA terhadap oksigen reaktif tersebut karena tidak adanya proteksi oleh

nukleoprotein yang berlainan dengan DNA inti sel dan

(c) tidak adanya sistem repair DNA yang efektif di dalam organela ini

Beberapa gangguan mitokondria hanya mengenai satu organ tetapi kadang dapat

mengenai berbagai sistem organ dan yang sering tampak gambaran menonjol adalah

neurologis dan miopati Terdapat beberapa klasifikasi klinis tetapi tidak ada yang tepat sama

karena sering tumpang tindih Gangguan mitokondria terdapat pada umur dewasa atau akhir

masa akil

balik ini yang membedakan dengan gangguan DNA nukleus yang sering tampak pada masa

kanak-kanak Sebenarnya kelainan mitokondria dapat mengenai semua sel-sel organ tubuh

tetapi ada pula yang terjadi pada organ tertentu ini tergantung efek ambang batas tiap-tiap

organ

tersebut Gambaran klinis yang umum adalah kelemahan miopati proksimal intoleran

terhadap latihan cepat lelah kramp otot problem gastrointestinal ptosis paralisis otot mata

(oftalmoplegia eksternal) degenerasi retina (retinitis pigmentosum) dengan penurunan

kemampuan melihat kejang ataksi (kehilangan keseimbangan dan koordinasi) dan

keterlambatan belajar

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka tetapi miopati

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

mungkin tidak tampak secara klinis Secara umum abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom

yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama

manifestasi susunan saraf manusia Miopati mitokondria yang timbul saat dewasa paling

banyak menyebabkan intoleransi latihan kelemahan proksimal atau menyeluruh dan jarang

terjadi mioglobinemia yang dapat ditemukan pada umur 70-an

a Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom Kelainan rantai respirasi

Early onset

Alpers (progressive infantile poliodystrophy)

Leighs (sub acute necrotizing enchephalomyelopathy)

Pearsons (bone marrowpancreas syndrome)

Chilhood or adult onset

Kearns-Sayre syndrome

MELAS (mitochondrial encephalomyopathylactic acidosis and strokelike episodes)

MERRF (myoclonic epilepsy with ragged-redfibers)

MNGIE (myoneurogastrointestinal encephalopathy)

Dementia ataxia deafnes myopathy

NARP( neurogenik weakness ataxia retinitis pigmentation

Poximal weakness and exercise intolerance

Exercise intolerance and myoglobinuria

b Sindrom Klinis Penyakit-penyakit mitokondria Sindrom

Alper

syndrome

Polidistrofi infantil yang progresif Pearson syndrome

Anemia sideroblastik pada anak-anak Pansitopenia

Kegagalan eksokrin pankreas

Defek tubulus ginjal

Leigh syndrome

Ensefalopati relaps subakut Tanda serebelar dan batang otak

Lusensia ganglia basalis Riwayat penyakit keluarga dengan kelainan

neurologis atau Leigh syndrome

CPEO Oftalmoplegi eksternal ptosis bilateral

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

Miopati proksimal ringan

Kearns-Sayre syndrome

Oftalmoplegi ptosis eksternal

Tuli bilateral Miopati

Disfagia Hipoparatiroidi

Demensia MELAS Diabetes mellitus

Kardiomiopati (awal hipertrofi lanjut dilatasi)

Tuli bilateral Retinopati pigmentosum Ataksia serebelar

MERRF

Mioklonus Kejang Ataksia serebelar Miopati Demensia Atrofi optik Tuli bilateral Neuropati perifer Spastisitas Lipomata multipel MNGIE Ensefalopati neurogastoinstestinal Miopati Tuli Ataksia Demensia NARP Ataksia Neuropati perifer Kelemahan dan intoleransi latihan Retinitis pigmentosum Lusensia ganglia basalis Abnomalitas

BAB III

KESIMPULAN

Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan

sifat-sifat yang spesifik pula Mitokondria memiliki bentuk lonjong dan berukuran 02 ndash 5

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang giat bekerja seperti sel hati epitel otot

Fungsi utama mitokondria adalah memproduksi energi kimia dalam bentuk ATP yang akan

dipergunakan untuk aktivitas seluruh sel-sel tubuh manusia Di dalamnya terdapat matriks

yang merupakan tempat terjadinya siklus kreb

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

DNA mitokondria manusia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada

matriks mitokondria yang mengandung 37 gen Secara hukum umum semua DNA

mitokondria dalam zigot berasal dari ovum Terdapat ribuan molekul mtDNA dalam tiap sel

dan secara umum terdapat beberapa mutasi patogenik mtDNA tetapi bukan semuanya

Sehingga sel dan jaringan tercampur mtDNA normal dan mutan keadaan ini disebut

heteroplasmi

Penyakit-penyakit mitokondria berhubungan dengan berbagai manifestasi klinis

Kadang terdapat abnormalitas biokimia dan kelainan pada otot rangka Secara umum

abnormalitas dapat dibagi dalam sindrom yang menyebabkan miopati ekstremitas dengan

atau tanpa oftalmoplegia dan yang terutama manifestasi susunan saraf manusia

Daftar Pustaka

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria

1 Beal MF Martin JB Nutritional and Metabolic Disease of the Nervous Sistem in Fauci

AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed Harrisons Principle of Internal Medicine 14th

McGraw-Hill New York 1998 2 2451-2457

2 Mendell JR et al Disease of Muscle in Fauci AS Brunwald E Isselbacher KJ et all ed

Harrisons Principle of Internal Medicine 15th McGraw-Hill New York 2001 2 2536-

2540

3 Wortmann RL Myopathic Diseases Buletin on the Rheumatic Disease 2004 51 1-6

4 Wortmann RL Metabolic diseases of muscle in Koopman WJ ed Arthritis and Allied

Conditons 4th ed volume two Lippincott Williams amp Wilkins Philadelphia 2001 2416-

2434

5 Sangkot M Mitochondrial Medicine Perspektif ke Depan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 1-17

6 M Sangkot Kelaian Mitokondria Diagnosis dan Pengobatan Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijman Jakarta 2003 71-89

7 Dorland WAN Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29 EGC Jakarta 2002 4421363

8 Artika IM Struktur Fungsi dan Biogenesis Mitokondri Dalam Suryadi H dkk Ed

Mitochondrial Medicine Lembaga Eijkman Jakarta 2003 19-51

• Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang dan chondrion yang berarti seperti granul (butiran-butiran) sehingga dapat diartikan sebagai organela dengan rangkaian butir-butir yang tersusun seperti benang Mitokondria merupakan organela yang unik karena memiliki DNA tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula
• Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Daerah kontrol memiliki tingkat mutasi dan polymorphism yang paling tinggi di dalam genom DNA mitokondria Pada daerah D-loop terdapat hipervariabel 1 (HV1) dan hipervariabel 2 (HV2) Hypervariable I (HVSI) pada urutan nukleotida 16024-16383 dan Hypervariable II (HVSII) yang terletak pada nukleotida 57-372 Dua daerah ini memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dari daerah pengode [Howell et al 1996] Oleh karena sifatnya yang polimorfik daerah ini sangat beragam antar individu tetapi sama untuk kerabat yang satu garis keturunan ibu Laju mutasi sejauh ini diketahui 133 generasi jadi perubahan urutan nukleotida hanya akan terjadi setiap 33 generasi [Hall 1998] Oleh karena itu daerah ini sering dianalisis dan sangat penting untuk digunakan dalam proses identifikasi individu
• Sifat Daerah Hipervariabel DNA Mitokondria
• Sifat DNA Mitokondria