Човешкото тяло е изградено от трилиони малки живи единици, наречени клетки. Всяка клетка е невидима с невъоръжено око, но всички те са способни да изпълняват стотици индивидуални функции - всичко необходимо, за да може тялото да оцелее и да расте. Наред с други роли, малки структури, наречени митохондрии, помагат да се трансформира енергията, съхранявана във въглехидратите, във форма, която клетките могат да използват, за да изпълнят тези много функции.
Обща структура
Митохондриите са членове на група структури в клетката, наречени органели, които са отделени от останалата част на клетката чрез фосфолипидни мембрани. В допълнение, митохондриите са единствените двумембранни органели. Сгънатата вътрешна мембрана играе ключова роля в производството на енергия. Пространството между двете мембрани се нарича междумембранно пространство, докато зоната вътре във вътрешната мембрана се нарича матрица.
Митохондрийски гени и отделно разделение
Две други уникални характеристики на митохондриите са кръгов геном, напълно отделен от линейната ДНК, намираща се в ядрото, и способността да се дели независимо от околната клетка. Докато ядрените хромозоми се наследяват еднакво от двамата родители, митохондриалната ДНК се наследява само от майката. Когато клетката се нуждае от повече енергия, тя може просто да даде сигнал на своите митохондрии да се разделят. С други думи, бихте очаквали да намерите повече от тези органели в енергоемки тъкани, като сърцето и други мускули, и по-малко в кожната клетка или неврон.
Производство на енергия и биомолекулен метаболизъм
Митохондриите са домакини на няколко ензимни пътища - като първите няколко стъпки от урейния цикъл, но най-важният е лимонената киселина или цикълът на Кребс. Ензимите по този път могат да бъдат намерени в митохондриалната матрица и те работят последователно, за да преобразуват пирувата от цитоплазмата в молекули на въглероден диоксид. Високоенергийните електрони се пренасочват от въглеродната верига към електронната транспортна верига, група протеинови комплекси, вградени във вътрешната мембрана. Тези комплекси използват електроните, за да принудят водородните атоми в междумембранното пространство; когато атомите се дифузират обратно в матрицата, клетъчната енергия се произвежда под формата на аденозин трифосфат или АТФ.
Апоптоза
Междумембранното пространство е дом на важно съединение, наречено цитохром c. Когато клетъчните компоненти са повредени или когато клетката получи определени сигнали от околната среда, митохондриите освобождават цитохром с в цитоплазмата. Това събитие започва порой от ензимна активност, която в крайна сметка води до програмирано, подредено демонтиране на цялата клетка. Този път се нарича апоптоза и обикновено не е лошо за организма. Той осигурява на организма удобен начин за премахване на клетки и тъкани, които вече не са необходими или които стареят твърде много и трябва да бъдат рециклирани.