CJR Biologi Sel - Kel.7 - PSB 20D [PDF]

Citation preview

CRITCAL JOURNAL REVIEW “STRUKTUR DAN FUNGSI MITOKONDRIA” Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Biologi Sel



Dosen Pengampu : Dra. Andriana Yulinda Dumaria Lbn. Gaol, M.Kes



DISUSUN OLEH KELOMPOK 7 : 1. Cindy Pitaloka



(4203220037)



2. Hegert Situmorang



(4203220009)



3. Windi Frastika



(4202220005)



KELAS : PSB 20 D



JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2021



KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan Rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas Critical Journal Review mata kuliah Biologi Sel ini dengan baik. Kami berterima kasih kepada ibu dosen yang bersangkutan yang sudah memberikan bimbingannya. Kami juga menyadari bahwa tugas ini masih banyak kekurangan oleh karena itu kami mengharapkan kritikan dan sarannya kiranya untuk kedepannya kami dapat lebih baik lagi dalam menyelesaikan tugas yang telah diberikan.



Medan, 21 Maret 2021



Penyusun



i



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................................... 1 1.2 Tujuan ...................................................................................................................... 1 1.3 Manfaat .................................................................................................................... 1 BAB II RINGKASAN ISI JURNAL ............................................................................ 2 2.1 Identitas Jurnal .......................................................................................................... 2 2.2 Ringkasan Jurnal ....................................................................................................... 2 BAB III KELEBIHAN DAN KEKURANGAN JURNAL ........................................... 7 3.1 Jurnal Pertama ........................................................................................................... 7 3.2 Jurnal Kedua ............................................................................................................. 7 BAB IV KESIMPULAN ............................................................................................... 8 4.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 8 4.2 Saran ......................................................................................................................... 8 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 9



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tiap organisme atau makhluk hidup memiliki ukuran yang berbeda-beda.Semakin besar ukuran organisme itu, maka sel penyusunnya semakin banyak.Tubuh kita tersusun atas banyak sel. Sel didefenisikan sebagai unit struktural dan fungsional terkecil yang menyusun makluk hidup. Dalam menjalankan fungsinya sel dilengkapi dengan bagian-bagian sel yang disebut dengan organel sel. Salah satu organel yang penting dalam sel adalah mitokondria. Mitokondria adalah organel sel yang berperan penting sebagai pabrik energi yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Mitokondria memiliki struktur yang kecil dan tersusun atas empat bagian. Komposisi utama dari mitokondria sendiri adalah protein. Didalam mitokondria untuk membentuk energi, terjadi proses yang disebut respirasi seluler. Respirasi seluler ini terbagi menjadi empat yaitu glikolisis, fermentasi, dekarboksilasi oksidasi piruvat dan siklus krebs atau dikenal sebagai siklus asam sitrat. 1.2 Tujuan 1. Mengetahui fungsi dan peran dari mitokondria 2. Mampu membandingkan jurnal penelitian dalam cakupan materi yang sama 3. Dapat menentukan kelebihan dan kelemahan dari jurnal yang didapat 4. Mengetahui perbandingan jurnal sehingga dapat memilih yang baik sebagi bahan pembelajaran



1.3 Manfaat Melalui tugas ini pembaca diharapkan dapat mempelajari cara membandingkan jurnal ilmiah.Sehingga dari pembahasan yang dilakukan dapat dibandingkan keunggulan dan kelemahan masing-masing jurnal ilmiah.



1



BAB II RINGKASAN ISI JURNAL 2.1 Identitas Jurnal 2.1.1 Jurnal Pertama 1. Judul



: DNA Mitokondria Untuk Identifikasi Ikan yang Kaya Spesies



2. Penulis



: Cut Muthiadin, Isna Rasdiana Aziz, Annisa Zakiyah Darojat



3. Tahun



: 2018



4. Volume



:-



5. Jenis Jurnal: Prosiding Seminar Nasional Megabiodiversitas Indonesia 2.1.2 Jurnal Kedua 1. Judul



: Peran Genetik DNA Mitokondria (mtDNA) Pada Motilitas Spermatozoa



2. Penulis



: T. Susmiarsih



3. Tahun



: 2010



4. Volume



: 2 No. 2



5. Jenis Jurnal: Majalah Kesehatan Pharma Medika



2.2 Ringkasan Jurnal 2.2.1 Jurnal Pertama PENDAHULUAN Gobiidae merupakan salah satu famili ikan terbesar yang mendiami beragam perairan dunia, tidak terkecuali Indonesia. Di Sulawesi Barat ikan Gobiidae disebut sebagai ikan Penja, sedangkan di Gorontalo disebut sebagai ikan nike. Pada penelitian sebelumnya, identifikasi molekuler yang dilakukan terhadap dua jenis juvenil Gobiidae dengan teknik RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ditemukan spesies Awaous melanocephalus dan spesies mirip awaous namun memiliki perbedaan morfologi pada siripnya. Beberapa referensi menyebutkan bahwa identifkasi spesies beserta analisis kekerabatannya dapat dilakukan dengan efektif melalui mtDNA spesies terkait. Olehnya, penggunaan mtDNA untuk identifikasi kedua jenis ikan yang telah diteliti sebelumnya diperkirakan dapat memperjelas identitas dan hubungan kekerabatannya. METODE PENELITIAN Identifikasi ikan selain menggunakan teknik RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) juga dilakukan menggunakan gen COI mtDNA ikan sampel. Beberapa pertimbangan penggunaan gen COI mtDNA sebagai alat identifikasi di antaranya mtDNA tidak memiliki 2



intron, pewarisan vertikal berkembang lebih cepat. Penggunaan gen COI mtDNA dengan karakteristik spesifik dipandang lebih efektif dibandingkan teknik RAPD yang notabene menggunakan DNA secara umum. Untuk mengetahui spesies ikan tersebut, maka perlu dilakukan penelitian identifikasi molekuler terhadap ikan usia dewasa menggunakan gen COI mtDNA. PEMBAHASAN Identifikasi Molekuler Ikan Gobiidae Menggunakan Metode RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) Prosesnya meliputi ekstraksi, amplifikasi, elektroforesis, dan sekuensing. Penggunaan metode ini didasarkan pada tidak diperlukannya informasi awal terkait urutan basa spesies yang akan diidentifikasi dan mampu mendeteksi urutan basa spesies hanya dengan satu primer saja. Dua jenis ikan Gobiidae yang diidentifikasi menggunakan metode RAPD ini masing-masing menggunakan primer OPA-1 sampai OPA-8 dan OPC-5. Sekuen nukleotida 2 jenis ikan Gobiidae tersebut setelah melalui tahap ekstraksi, amplifikasi, elektroforesis, dan sekuensing, selanjutnya dianalisis pada program BLAST (Basic Local Alignment Search Tools). Diperoleh data bahwa kedua jenis ikan tersebut tidak memiliki kemiripan dengan sekian banyak ikan yang sudah terdaftar pada GenBank di NCBI. Belum adanya penelitian terkait ikan penja yang dilaporkan ke GenBank NCBI. Identifikasi Molekuler Menggunakan mtDNA Identifikasi molekuler spesies dilakukan melalui DNA organisme. Penggunaan mtDNA sebagai alat identifikasi molekuler diketahui efektifitasnya dalam identifikasi molekuler dan mengungkapkan bawa gen Cytochrome oxidase sub unit I (COI) pada mtDNA yang merupakan gen penyandi protein yang berperan dalam respirasi sel adalah gen yang sangat efektif digunakan dalam identifikasi hewan. Beberapa kelebihan yang mendasari pernyataan tersebut diantaranya mtDNA diwariskan secara maternal, tingkat mutasi tinggi, sedikit intron, diwariskan dalam bentuk haploid, dan replikasi yang berlangsung terus menerus. Tidak diperolehnya informasi terkait identitas ikan penja pada penelitian sebelumnya mengindikasikan kebutuhan alat identifikasi yang lebih spesifik dibandingkan hanya DNA secara umum. mtDNA yang diturunkan secara maternal pada tiap individu jelas memberikan solusi atas persoalan identifikasi tersebut. Selain itu, mtDNA juga memiliki banyak bagian yang conserve karena hanya sedikit sekali sekuen yang mengalami delesi dan insersi. Adapun mutasi yang terjadi pada triplet kodon mtDNA hanyalah silent mutation yang tidak mengubah jenis asam aminonya. Karakteristik tersebut tentu saja sangat memenuhi syarat sebagai alat identifikasi spesies maupun analisis kekerabatan atau filogeninya. 3



2.2.2. Jurnal Kedua PENDAHULUAN DNA mitokondria merupakan molekul DNA rantai ganda yang berbentuk sirkuler yang ditransmisikan secara maternal. DNA mitokondria ini menyandi komplek protein rantai respirasi yang sangat diperlukan untuk produksi ATP. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mempelajari peran mitokondria pada berbagai penyakit, beberapa peran yang sudah jelas diketahui antara lain disfungsi mitokondria dapat menyebabkan beberapa gangguan,terutama yang terkait dengan energi respirasi seperti otak, jantung, otot skelet dan jaringan somatik lainnya. Mitokondria yang terletak di daerah midpiece sperma merupakan mesin energi yang diperlukan untuk pergerakan. Pergerakan spermatozoa membutuhkan sejumlah energi ATP yang digunakan untuk menggerakan aparatus flagela, gangguan pada fungsi respirasi mitokondria dapat menyebabkan menurunnya motilitas dan fertilitas. Bahwa terdapat korelasi variasi haplogroup DNA mitokondria dengan motilitas sperma. Mutasi titik atau delesi yang terjadi pada DNA mitokondria dapat mengganggu motilitas spermatozoa. Yang melakukan studi perbandingan sikuen mtDNA pada pasien astenozoospermia dengan teratoastenozoospermia yang menunjukkan tidak ada polimorfisme spesifik antara keduanya dan tidak terbukti adanya peran mtDNA pada motilitas sperma. PEMBAHASAN a) Struktur Mitokondria Struktur organela ini berupa kantung yang selaputi oleh dua membran yaitu membran luar dan membran dalam, selain itu memiliki dua kompartemen yaitu matriks mitokondria dan ruang antar membran. Membran luar mengandung sejumlah protein transpor dan enzimenzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan metabolisme mitokondria. Membran dalam memiliki struktur melekuk, melipat ke bagian matriks mitokondria, yang dikenal sebagai krista. Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria yaitu terlibat dalam pembentukan energi, oksidasi asam lemak dan siklus Krebs. Matriks mitokondria mengandung protein, enzim, DNA mitokondria dan ribosom. Sel dengan kebutuhan energi yang besar mengandung banyak mitokondria, misalnya oosit yang mengandung 100.000 mitokondria, sedangkan pada spermatozoa matang, jumlah mitokondria sekitar 22-28.



4



Pada spermatozoa, mitokondria terletak pada daerah midpiece, terdiri atas 11-13 gira yang tersusun secara heliks, melingkari bagian pusat midpiece ekor Mitokondria yang tersusun heliks ini bertanggung jawab menyediakan energi bagi motilitas spermatozoa. b) Fungsi Fosforilasi Oksidatif Mitokondria Fosforilasi oksidatif melibatkan perpindahan elektron dari senyawa NADH dan suksinat, keduanya merupakan substrat yang akan melepaskan elektronnya untuk reaksi transduksi energi ke molekul oksigen sebagai akseptor elektron terakhir dan membentuk H2O. Proses fosforilasi oksidatif melibatkan lima kompleks enzim rantai respirasi yang bertanggung jawab dalam memproduksi ATP yaitu: kompleks I, kompleks II, kompleks III, kompleks IV dan kompleks V. Secara bersama-sama kelima kompleks tersebut membentuk rantai transpor elektron. Elektron dari kompleks III ditransfer ke sitokrom c, kemudian sitokrom c ini dioksidasi kompleks IV. Elektron yang dihasilkan kompleks IV digunakan untuk mengubah O2 menjadi H2O. Transfer elektron antara kompleks I,III dan IV disertai transpor proton dari matriks ke ruang antar membran dengan menggunakan energi bebas yang dilepaskan oleh masing-masing kompleks. Genom Mitokondria : Organisasi MtDNA dan Haplogroup Selain genom yang terletak di inti, manusia memiliki DNA di luar inti yang terdapat dalam mitokondria. MtDNA mempunyai 2 untai yaitu untai Heavy yang kaya dengan guanin dan untai Light yang kaya dengan sitosin. Daerah D-loop merupakan struktur beruntai tiga, terdiri dari 1122 pb, mempunyai titik asal replikasi rantai H dan 2 promoter utama untuk untai H dan L. Transkripsi MtDNA diinisiasi dari dua promoter yang ada di daerah Dloop yaitu PH dan PL, transkripsi berjalan mengelilingi mtDNA sehingga membentuk RNA yang polisistronik. Pengelompokan atau haplogroup mtDNA didasari adanya substitusi basa atau polimorfisme yang telah terjadi ribuan tahun lalu dimana masih tetap conserved dan menunjukkan prevalensi yang tinggi pada populasi. Makrohaplogroup L menyebar ke daerah Eurasia membentuk makrohaplogroup M dan N. Di dataran Eropa, makrohaplogroup N membentuk sembilan haplogroup H, I, J, K, T, U, V, W dan X. Di dataran Asia, makrohaplogroup M menyebar membentuk dua sub haplogroup, pertama menyebar ke arah Asia utara dan timur yaitu A, C, D, G, Z, Y; sub haplogroup kedua menyebar ke arah Asia tenggara dan pasifik yaitu B dan F. Sedangkan di Amerika, haplogroup yang ditemukan adalah A, B, C dan D. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui hubungan antara haplogroup dengan motilitas spermatozoa. 5



c)



Peran Genetik mtDNA Pada Motilitas Spermatozoa Mitokondria spermatozoa memegang peranan penting terhadap fungsi sperma,



perubahan genetik pada DNA mitokondria membawa konsekuensi tersendiri pada fertilisasi secara normal terutama kesuburan pria. ATP yang dihasilkan oleh mitokondria sebagian besar berasal dari rantai transfer elektron pada waktu fosforilasi oksidatif, dimana segala protein yang terlibat pada proses rantai respirasi ini disandi oleh genom inti dan genom mitokondria. Mutasi mtDNA dapat menurunkan motilitas spermatozoa dengan cara menurunkan produksi ATP. Beberapa mutasi yang terjadi pada mtDNA yang terkait dengan motilitas spermatozoa banyak diteliti. Menemukan mutasi mtDNA A3243G yang terjadi pada mitokondria dengan level yang tinggi secara kuat berhubungan dengan penurunan motilitas spermatozoa. Namun pada individu China yang membawa 38% mutasi A3243G dalam semennya, ternyata mempunyai spermatozoa dengan motilitas yang normal. Yang membuktikan secara in vivo ekspresi mtDNA A3243G pada otot dapat dipengaruhi oleh gen inti sehingga tidak ada korelasi mutasi A3243G dengan produksi ATP. Selain mutasi A3243G, delesi 4977 pb mtDNA juga ditemukan pada spermatozoa dari pria infertil atau subfertil. Dari penelitian lain menemukan bahwa mutasi delesi 4977 pb yang hadir sendirian pada spermatozoa jika levelnya sedikit tidak mempengaruhi kualitas semen atau parameter spermatozoa.



6



BAB III KELEBIHAN DAN KEKURANGAN JURNAL



3.1 Jurnal Pertama  Kelebihan: 1. Pada jurnal ini menggunakan banyak teori para ahli, sehingga definisi yang dijabarkan akurat. 2. Terdapat foto hasil penelitian yang mendukung pembahasan. 3. Materi dijelaskan secara singkat dan jelas, bahasa mudah dipahami sehingga membuat pembaca tidak bosan.  Kekurangan: 1. Pada jurnal ini tidak terdapat saran yang diberikan pembaca. 2. Metode penelitian tidak dijadikan judul besar dan digabung pada pembahasan sehingga membuat pembaca bingung. 3. Pendahuluan berupa materi tidak dijelaskan secara rinci, dan tidak terdapat struktur, dan fungsi mitokondria.



3.2 Jurnal Kedua  Kelebihan: 1. Pada jurnal ini terdapat gambar serta penjelasan dari setiap gambar, sehingga pembaca mudah memahami isi materi dari jurnal ini. 2. Pada jurnal ini menggunakan banyak teori para ahli, sehingga definisi yang dijabarkan akurat. 3. Materi dijelaskan secara rinci, dan terdapat struktur, fungsi, dan peran mitokondria.  Kekurangan : 1. Gambar-gambar pada jurnal ini tidak berwarna sehingga membuat jurnal tampak monoton. 2. Pada jurnal ini tidak terdapat saran yang diberikan pembaca. 3. Tidak terdapat metode penelitian.



7



BAB IV PENUTUP



4.1 Kesimpulan Dari penelitian jurnal dapat disimpulkan sebagai berikut: 1.



Identifikasi



molekuler



menggunakan DNA



mitokondria



dinilai



efektif untuk



mengidentifikasi spesies ikan penja yang terlebih dahulu telah diidentifikasi menggunakan metode RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) dan tidak diperoleh data spesiesnya pada GenBank NCBI. Selanjutnya, perlu dilakukan identifikasi menggunakan sampel ikan dewasa, baik molekuler maupun morfologi dan morfometrinya, untuk memastikan jenis spesies terkait. 2. MtDNA diturunkan secara maternal mempuyai peranan penting pada motilitas spermatozoa melalui genom inti yang menyandi kompleks enzim respirasi untuk transfer elektron pada proses fosforilasi oksidasi dalam menghasilkan energi ATP untuk menggerakkan mikrotubul flagela ekor spermatozoa. Mutasi genetik pada mtDNA spermatozoa akan menyebabkan gangguan kompleks enzim respirasi, menurunkan produksi ATP, menimbulkan radikal bebas yang merusak membran plasma spermatozoa sehingga menyebabkan penurunan motilitas spermatozoa.



4.2 Saran Saran terhadap jurnal yang dikritik adalah kesatuan antar kalimat masih perlu diperbaiki untuk menghindari masalah dimana isi penelitian sulit dimengerti oleh pembaca.



8



DAFTAR PUSTAKA Muthiadin Cut,



dkk. (2018). DNA Mitokondria Untuk Identifikasi Ikan yang Kaya Spesies.



Prosiding Seminar Nasional Megabiodiversitas Indonesia. 51-53.



Susmiarsih, T. (2010). Peran Genetik DNA Mitokondria (mtDNA) Pada Motilitas Spermatozoa. Majalah Kesehatan Pharma Medika. 2(2): 178-184.



9