Ljudsko tijelo je sačinjeno od bilijuna sitnih živih jedinica zvanih stanica. Svaka je stanica nevidljiva golim okom, ali sve su sposobne obavljati stotine pojedinačnih funkcija - sve što je potrebno da bi tijelo preživjelo i raslo. Između ostalih uloga, male strukture nazvane mitohondriji pomažu u transformiranju energije pohranjene u ugljikohidratima u oblik koji stanice mogu koristiti za ostvarenje tih mnogih funkcija.
Opća struktura
Mitohondriji su članovi skupine struktura unutar stanice nazvane organele, koje su fosfolipidne membrane odvojene od ostatka stanice. Uz to, mitohondriji su jedine organele s dvije membrane. Preklopljena unutarnja membrana igra ključnu ulogu u proizvodnji energije. Prostor između dvije membrane naziva se intermembranski prostor, dok se područje unutar unutarnje membrane naziva matriksom.
Mitohondrijski geni i zasebna podjela
Dvije druge jedinstvene značajke mitohondrija su kružni genom, potpuno odvojen od linearne DNA koja se nalazi u jezgri, i sposobnost neovisnog dijeljenja od okolne stanice. Dok se nuklearni kromosomi nasljeđuju podjednako od oba roditelja, mitohondrijska DNA nasljeđuje se samo od majke. Kad stanici treba više energije, ona jednostavno može signalizirati da se mitohondriji dijele. Drugim riječima, očekivali biste da ćete pronaći više tih organela u energetski intenzivnim tkivima, poput srca i ostalih mišića, a manje u stanici kože ili neuronu.
Proizvodnja energije i metabolizam biomolekula
Mitohondrije su domaćin nekoliko enzimskih putova - poput prvih nekoliko koraka ciklusa uree - ali daleko najvažniji je limunska kiselina ili Krebsov ciklus. Enzimi na ovom putu mogu se naći u mitohondrijskoj matrici i oni redom rade na pretvaranju piruvata iz citoplazme u molekule ugljičnog dioksida. Visokoenergetski elektroni premještaju se iz lanca ugljika u lanac transporta elektrona, skupine proteinskih kompleksa ugrađenih u unutarnju membranu. Ti kompleksi koriste elektrone za prisiljavanje atoma vodika u intermembranski prostor; kad se atomi difundiraju natrag u matricu, stanična energija nastaje u obliku adenozin trifosfata ili ATP.
Apoptoza
U intermembranskom prostoru nalazi se važan spoj nazvan citokrom c. Kada su stanične komponente oštećene ili kada stanica primi određene okolišne signale, mitohondriji oslobađaju citokrom c u citoplazmu. Ovaj događaj pokreće bujicu enzimske aktivnosti koja na kraju dovodi do programiranog, urednog demontiranja cijele stanice. Taj se put naziva apoptoza i općenito nije loše za organizam. Pruža organizmu prikladan način za uklanjanje stanica i tkiva koje više nisu potrebne ili postaju prestare i trebaju se reciklirati.