Sel-sel eukariotik memiliki organel yang mampu mengubah energi menjadi bentuk-bentuk yang dapat dipergunakan sel untuk melakukan mekanisme kerja serta aktifitasnya, yaitu mitokondria dan khloroplas. Energi yang dibutuhkan oleh sel tersebut didapatkan dari hasil sintesis dan transfer energi bebas memalui mekanisme sistem biologi berupa adenosin triphosphat (ATP). Organel yang bertanggungjawab untuk menghasilkan energi tersebut adalah mitokondria dan khloroplas.
Bagaimana Persamaan Serta Perbedaan Mitokondria Dan Khloroplas?
Mitokondria melakukan respirasi seluler, dengan proses katabolik yang menghasilkan ATP dengan mengekstraksi energi dari gula, lemak, dengan bantuan oksigen dan terdapat baik pada sel-sel hewan maupun sel-sel tumbuhan. Khloroplas yang dominan terdapat pada tumbuhan dan alga merupakan tempat dilakukannya fotosintesis dengan mengubah energi matahari menjadi energi kimia untuk menjalankan sintesis senyawa organik dari karbondioksida dan air.
Sel eukariotik melakukan respirasi seluler, dengan mengkonsumsi oksigen sebagai reaktan bersama-sama dengan bahan organik dengan organel utama yang berperan adalah mitokondria. Secara sederhana proses respirasi seluler adalah tergabungnya senyawa organik dengan oksigen yang kemudian akan menghasilkan karbondioksida, air dan energi. Mitokondria pada sel eukariotik tersebut menggunakan produk organik dari fotosintesis sebagai bahan bakar untukrespirasi seluler yang juga membutuhkan oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis. Respirasi memanen energi yang tersimpan dalam molekul organik untuk menghasilkan ATP, yang menggerakkan sebagian besar kerja seluler. Hasil akhir respirasi, karbondioksida dan air, merupakan bahan yang dipergunakan khloroplas sebagai bahan mentah untuk fotosintesis. Konsep tersebut menunjukkan bahwa unsur kimiawi yang penting dalam sistem kehidupan bisa didaur ulang, tetapi energi yang dihasilkan tidaklah demikian. Energi tersebut akan mengalir dalam ekosistem sebagai cahaya matahari (untuk membantu fotosintesis) dan kemudian meninggalkan ekosistem dalam bentuk panas.
Mitokondria, khloroplas, dan bakteri merupakan bentukan hasil evolusi. Dalam bakteri fotosintesis dan phosporilasi oksidatif terjadi pada membran plasma. Analisis dari sekuensing dan transkripsi dari mitokondria dan DNA khloroplas memberikan alasan terhadap hipotesis populer adanya organel awal bermembran yang kemudian melalui proses endositosis bakteri sehingga mampu menghasilkan energi dengan cara fosforilasi oksidatif dan fotosintesis pada bentukan bakteri yang baru. Hipotesis yang disebut endosimbiosis tersbut menyatakan bahwa membran dalam mitokondria berasal dari membran plasma bakteri dengan protein globular (F1) yang masih berada pada permukaan sitosol dari permukaan membran tylakoid yang merupakan permukaan dari khloroplas, seperti nampak pada Gambar 6.1.
Gambar 6.1. menjelaskan bahwa permukaan membran yang berada pada area permukaan sitosol, merupakan bagian yang juga terdapat pada bagian permukaan eksoplasma. Endositosis bakteri merupakan keturunan dari sel eukariotik yang akan menjadikan organel dengan dua membran, yaitu membran luar diturunkan dari membran plasma eukariotik dan membran dalam berasal dari membran bakteri itu sendiri.Subunit F1 ATP synthase , berada pada permukaan sitosol dar membran bakteri, yang kemudian permukaan matrik tersebut akan berkembang menjadi mitokondria (gambar 6.1 sebelah kiri) atau khloroplas (gambar 6.1. sebelah kanan). Gelembung vesikela dari membran dalam khloroplas, terjadi selama perkembangan khloroplas dalam tumbuhan, yang akan menjadikan vesikula thylakoid dengan subunit F1 yang merupakan bagian dari bagian permukaan sitosol, dan merupakan permukaan stroma khloroplas.
