Ayah ataukah Ibu sebagai Pewaris Mitokondria?

Setelah melakukan respirasi sel, sel akan menghasilkan kurang lebih tiga puluh enam molekul ATP. Selain berfungsi sebagai respirasi sel, mitokondria juga memiliki fungsi lainnya seperti mengelola apoptosis (pemograman kematian sel), pengendalian siklus sel, pensinyalan sel untuk neuron, dan mengawasi perkembangan, pertumbuhan, serta diferensiasi sel.

Mitokondria memiliki DNA sendiri yang disebut DNA mitokondria atau mtDNA. DNA mitokondria memiliki ciri-ciri yaitu sirkular (untaian ganda) dan tidak dilindungi membran. Bentuk mDNA kecil dan melingkar. Selain itu, mtDNA tidak banyak bersenyawa dengan protein. Satu organel mitokondria, biasanya memiliki antara 2 -- 6 cetakan mtDNA, sehingga pada tiap satu sel, jumlahnya sekitar 108 mtDNA, tergantung pada jumlah mitokondria tiap sel.

Pada sel eukariotik, mtDNA memiliki pesamaan ciri dengan DNA pada bakteri, sehingga menyebabkan berkembangnya teori mengenai asal mula mitokondria yang dulunya merupakan organisme individu yang kemudian bersimbiosis mutualisme dengan organisme eukariotik, yang kemudian dikenal dengan nama teori endosimbiosis.

Teori endosimbiosis dikemukakan oleh Lynn Margulis pada tahun 1967 dalam makalah yang berjudul "On the Origins of Mitosing Cells". Lynn Margulis menyatakan bahwa mitokondria dulunya merupakan sel prokariotik yang hidup bebas yang kemudian ditelan oleh sel inang eukariotik primitif dan bersimbiosis mutualisme (saling menguntungkan). Lynn Margulis menduga bahwa mitokondria berasal dari kelompok bakteri alphaproteobakteri (-Proteobacteria).

Terdapat dua bukti kunci yang memperkuat teori endosimbiosis. Pertama, mitokondria yang merupakan organel sel memiliki DNA tersendiri. Kedua, mitokondria juga mampu menerjemahkan pesan yang dikodekan di dalam DNA sehingga mampu membentuk protein, tanpa menggunakan sumber daya dari sel eukariotik.

Mutasi DNA mitokondria dapat menyebabkan kelainan yang terjadi pada manusia. Sebagian besar produk yang dihasilkan oleh gen-gen mitokondria membantu penyusunan kompleks protein dari rantai transpor elektron dan sintase ATP. Karena hal tersebut, ketika terjadi cacat dalam satu protein atau lebih akan mengurangi banyaknya ATP yang akan dihasilkan oleh sel. Bagian tubuh yang paling rentan akan hilangnya energi ada pada sistem saraf dan otot dan kelainan tersebut sebagian besar terjadi karena kelainan mitokondria. Contohnya adalah kelainan myopathy mitokondria, yaitu kelainan yang dapat mengakibatkan seseorang menderita kelemahan, intoleransi terhadap gerak badan, dan kemunduran otot. Selain itu, mutasi-mutasi mitokondria ibu dapat memyebabkan terjadinya beberapa kasus seperti jantung, diabetes, dan penyakit lain yang melemahkan.

DNA mitokondria (mtDNA) berbeda dengan DNA nukleus. DNA mitokondria memiliki laju mutasi yang lebih tinggi daripada DNA nukleus, yaitu sekitar 10 sampai 17 kali mutasi DNA nukleus. Selain itu, DNA mitokondria terdapat dalam jumlah yang banyak dalam tiap sel, yaitu lebih dari 1000 kopi. Sedangkan DNA nukleus hanya berjumlah 2 kopi pada tiap sel. DNA nukleus merupakan hasil dari rekombinasi kedua DNA orang tua. Sementara itu, pada DNA mitokondria hanya diwariskan dari ibu (maternally inherited).

Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Apakah ayah tidak memiliki mitokondria?

Tidak, bukan berarti bahwa sel yang dimiliki oleh ayah tidak memiliki mitokondria. Proses pembuatan mitokondria yang akan diwariskan orang tua kepada anak, terjadi saat proses fertilisasi atau pembuahan sel telur milik ibu oleh sel sperma milik ayah.

Sel telur dan sel sperma merupakan sel reproduksi. Sel telur atau ovum yang dimiliki ibu, memiliki 23 kromosom yang biasa disebut bersifat haploid (n), karena memiliki setengah dari jumlah kromosom pada sel tubuh (sel tubuh memiliki 23 pasang kromosom yang berarti memiliki jumlah total 46 kromosom). Sel telur berasal dari proses pembelahan meiosis sel oogonium yang disebut proses oogenesis, yang dihasilkan oleh ovarium. Sel sperma yang dimiliki ayah, juga memiliki 23 kromosom, bersifat haploid (n). Sel sperma berasal dari pembelahan meiosis sel spermatogonium yang disebut proses spermatogenesis, yang diproduksi oleh testis. Pada proses fertilisasi, terjadi pembuahan sel telur yang memiliki 23 kromosom oleh sel sperma yang memiliki 23 kromosom dan akan menghasilkan sel yang memiliki jumlah 46 kromosom.

 

https://biologigonz.blogspot.co.id

Sel sperma memiliki bentuk seperti kecebong dan terdapat tiga bagian yaitu kepala, pangkal ekor atau bagian tengah atau leher, dan ekor. Pada kepala, berisi materi genetika sedangkan mitokondria sel sperma berada pada bagian pangkal ekor dan ekor berfungsi untuk membantu pergerakan sel sperma. Dalam satu kali ejakulasi, terdapat minimal 20 juta sel sperma yang dikeluarkan. Namun, tidak semuanya dapat masuk melainkan hanya sel sperma yang memiliki bentuk normal dan gerak yang bagus. Pada umumnya juga, hanya ada satu sel sperma yang dapat membuahi sel telur. Setelah sel sperma berhasil masuk kedalam tubuh, sel sperma akan berenang menuju oviduk atau tuba fallopi untuk mencari sel telur yang kemudian akan membuahi sel telur. Namun, ketika terjadi pembuahan atau fertilisasi, ekor pada sel sperma akan terlepas dari kepala sehingga mitokondria yang ada pun juga ikut terlepas. Sehingga, hanya kepala sel sperma yang mengalami fertilisasi.