Den menneskelige krop er lavet af billioner af små levende enheder kaldet celler. Hver celle er usynlig for det blotte øje, men alligevel er de alle i stand til at udføre hundreder af individuelle funktioner - alt hvad der er nødvendigt for at kroppen kan overleve og vokse. Blandt andre roller hjælper små strukturer kaldet mitokondrier med at omdanne den energi, der er lagret i kulhydrater, til en form, som celler kan bruge til at udføre de mange funktioner.
Generel struktur
Mitokondrier er medlemmer af en gruppe strukturer inde i en celle kaldet organeller, der er adskilt fra resten af cellen af phospholipidmembraner. Derudover er mitokondrier de eneste dobbeltmembranorganeller. Den foldede indre membran spiller en nøglerolle i energiproduktionen. Rummet mellem de to membraner kaldes det intermembrane rum, mens området inde i den indre membran kaldes matrixen.
Mitokondriegener og separat division
To andre unikke træk ved mitokondrier er et cirkulært genom, helt adskilt fra det lineære DNA, der findes i kernen, og evnen til at dele sig uafhængigt af den omgivende celle. Mens nukleare kromosomer arves ligeligt fra begge forældre, arves mitokondrie-DNA kun fra moderen. Når cellen har brug for mere energi, kan den simpelthen signalere dens mitokondrier at dele sig. Med andre ord ville du forvente at finde flere af disse organeller i energiintensive væv, såsom hjertet og andre muskler, og mindre i en hudcelle eller en neuron.
Energiproduktion og metabolisme af biomolekyler
Mitokondrier er vært for flere enzymatiske veje - såsom de første par trin i urinstofcyklussen - men langt det vigtigste er citronsyre eller Krebs-cyklus. Enzymer i denne vej kan findes i den mitokondrie matrix, og de arbejder i rækkefølge for at omdanne pyruvat fra cytoplasmaet til kuldioxidmolekyler. Elektroner med høj energi sendes fra kulstofkæden til elektrontransportkæden, en gruppe proteinkomplekser indlejret i den indre membran. Disse komplekser bruger elektronerne til at tvinge hydrogenatomer ind i det intermembrane rum; når atomer spredes tilbage i matrixen, produceres cellulær energi i form af adenosintriphosphat eller ATP.
Apoptose
Intermembranrummet er hjemsted for en vigtig forbindelse kaldet cytochrom c. Når cellulære komponenter er beskadiget, eller når cellen modtager visse miljømæssige signaler, frigiver mitokondrier cytochrom c i cytoplasmaet. Denne begivenhed starter en strøm af enzymatisk aktivitet, der til sidst fører til en programmeret, ordnet demontering af hele cellen. Denne vej kaldes apoptose, og det er generelt ikke en dårlig ting for organismen. Det giver organismen en bekvem måde at fjerne celler og væv, der ikke længere er nødvendige, eller som bliver for gamle, og som skal genbruges.