Fungsi Krista pada Mitokondria

Mitokondria adalah organel eukariotik tertutup membran ganda dengan peran sentral dalam berbagai fungsi seluler. Ultrastruktur mitokondria sangat bervariasi antara jaringan, organisme, dan keadaan fisiologis sel. Perubahan dan pemodelan ulang struktur membran bagian dalam terbukti pada berbagai kelainan manusia dan selama apoptosis.

Membran dalam terdiri dari dua subkompartemen, yaitu membran krista dan membran batas dalam. Kemajuan terbaru dalam tomografi elektron mengarah pada pandangan saat ini bahwa domain membran ini dihubungkan oleh struktur tubular yang agak kecil, yang disebut persimpangan crista. Mereka telah diusulkan untuk mengatur distribusi dinamis protein dan lipid serta metabolit terlarut antara subkompartemen mitokondria individu. Salah satu contohnya adalah pelepasan sitokrom c saat induksi apoptosis.

Krista mitokondria adalah kompartemen bioenergi dinamis yang bentuknya berubah dalam kondisi fisiologis berbeda. Penemuan terbaru telah mengungkap hubungan antara bentuk krista dan fungsi fosforilasi oksidatif (OXPHOS), menunjukkan bahwa morfologi membran memodulasi organisasi dan fungsi sistem OXPHOS, dengan dampak langsung pada metabolisme sel. Sebagai akibatnya, protein pembentuk krista telah muncul sebagai modulator potensial bioenergetika mitokondria, sebuah konsep yang dikonfirmasi oleh eksperimen genetik pada model tikus yang mengalami defisiensi rantai pernapasan. Di sini, kami meninjau pengetahuan kami tentang organisasi ultrastruktur mitokondria dan bagaimana pengaruhnya terhadap metabolisme mitokondria.

Pengertian

Krista adalah sub-kompartemen dari membran dalam mitokondria dan sangat penting untuk fungsi mitokondria. Mitokondria sering dianggap sebagai pembangkit tenaga sel karena merupakan organel yang bertanggung jawab untuk pembentukan ATP, mata uang energi sel.

Mitokondria terdiri dari membran luar dan dalam. Setiap membran memiliki bentuk dan tujuan yang berbeda. Membran luar mengontrol bentuk organel dan sangat penting untuk komunikasi mitokondria dengan organel lain.

Membran mitokondria bagian dalam terdiri dari dua sub-kompartemen: 1) membran batas dalam, yang berdekatan dengan membran luar, dan 2) krista terlipat yang menonjol dan lipatannya menembus matriks mitokondria bagian dalam.

Selaput krista yang terlipat berisi sambungan silindris ke membran bagian dalam yang disebut krista junction.

Jenis Krista dan fungsi

Krista Membran

kristaFungsi utama mitokondria adalah penggunaan karbohidrat untuk menghasilkan ATP melalui fosforilasi oksidatif. Krista membranĀ  dan krista junction adalah bagian integral dari proses ini.

Lipatan atau kerutan krista pada membran mitokondria bagian dalam menciptakan area permukaan yang besar di dalam mitokondria. Jumlah krista dalam mitokondria mencerminkan permintaan sel khusus untuk ATP. Misalnya, sel-sel otot jantung mengandung krista hingga tiga kali lebih banyak daripada sel-sel lain karena kebutuhan yang lebih besar untuk ATP. Membran krista adalah tempat rantai transpor elektron, dan enzim fosforilasi oksidatif seperti ATP sintase dan suksinat dehidrogenase berada.

Rantai transpor elektron menciptakan gradien elektrokimia melintasi membran mitokondria bagian dalam. Gradien ini menggerakkan produksi ATP dari ADP dan fosfat anorganik oleh reaksi mitokondria F1Fo-ATP sintase. Bagian F0 enzim berakar pada krista, sedangkan F1 meluas ke matriks mitokondria.

Diagram di bawah ini menunjukkan rantai transpor elektron, mesin yang membuat ATP, yang terletak di membran mitokondria bagian dalam:

Rantai transpor elektron mitokondria
Rantai transpor elektron mitokondria

Krista junction

Krista junction adalah struktur tubular dengan diameter 12-40nm yang membatasi krista dari sisa membran batas dalam. Persimpangan ini memungkinkan konsentrasi enzim selektif seperti F1F0-ATP sintase pada krista. Banyak enzim yang terlibat dalam fosforilasi oksidatif diimpor secara selektif ke krista dan dapat dipertahankan di daerah membran mitokondria karena adanya junction ini. Selain itu, sintase F1F0-ATP juga terlibat dalam menentukan struktur krista itu sendiri.

Krista junction juga penting untuk komunikasi antar-mitokondria. Krista dari mitokondria terdekat mengatur diri mereka sendiri untuk menjadi sejajar satu sama lain dan tegak lurus dengan koneksi antara mitokondria. Formasi ini memfasilitasi kopling elektrokimia yang memungkinkan mitokondria berfungsi secara sinkron. Jadi, krista adalah komponen penting dari jaringan mitokondria antar sel dan intraseluler karena ion dan molekul dipertukarkan melintasi krista dan di antara selaput.

Contoh Gangguan Krista

Struktur membran dalam yang tidak biasa diamati pada banyak gangguan manusia dan selama kematian sel terprogram. Misalnya, pada penyakit amyotrophic lateral sclerosis (ALS), penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson, morfologi krista terganggu oleh inklusi dalam mitokondria, serta konfigurasi membran dalam yang tidak teratur.