Az emberi test billiónyi apró élő egységből áll, amelyeket sejteknek neveznek. Minden sejt szabad szemmel láthatatlan, mégis mindegyik képes több száz egyedi funkció végrehajtására - minden szükséges a test túléléséhez és növekedéséhez. A többi szerep mellett a mitokondriumnak nevezett kis struktúrák segítenek átalakítani a szénhidrátokban tárolt energiát olyan formába, amelyet a sejtek felhasználhatnak e sok funkció elvégzéséhez.
Általános felépítés
A mitokondrium a sejt belsejében lévő struktúrák csoportjának, az úgynevezett organelláknak a tagja, amelyeket foszfolipid membránok választanak el a sejt többi részétől. Ezenkívül a mitokondrium az egyetlen kettős membránú organellum. A hajtogatott belső membrán kulcsszerepet játszik az energiatermelésben. A két membrán közötti teret intermembrán térnek, míg a belső membránon belüli területet mátrixnak nevezzük.
Mitokondria gének és külön osztódás
A mitokondrium két másik egyedi jellemzője egy kör alakú genom, amely teljesen elkülönül a magban található lineáris DNS-től, és a környező sejttől független osztódás képessége. Míg a nukleáris kromoszómák mindkét szülőtől egyformán öröklődnek, a mitokondriális DNS csak az anyától öröklődik. Amikor a sejtnek több energiára van szüksége, egyszerűen jelezheti mitokondriumainak megosztottságát. Más szóval, elvárható, hogy több ilyen organellát találjon az energiaigényes szövetekben, például a szívben és más izmokban, és kevesebbet egy bőrsejtben vagy egy neuronban.
Energiatermelés és biomolekulák anyagcseréje
A mitokondriumokban számos enzimatikus út található - például a karbamidciklus első néhány lépése -, de messze a legfontosabb a citromsav- vagy a Krebs-ciklus. Az ezen útvonalon lévő enzimek megtalálhatók a mitokondriális mátrixban, és egymás után működnek, hogy a citoplazmából származó piruvátot szén-dioxid-molekulává alakítsák. A nagy energiájú elektronokat a szénláncról az elektrontranszport-láncra, a belső membránba ágyazott fehérje-komplexek csoportjára terelik. Ezek a komplexek az elektronokat arra használják, hogy a hidrogénatomokat az intermembrán térbe kényszerítsék; amikor az atomok diffundálnak a mátrixba, a sejtek energiája adenozin-trifoszfát vagy ATP formájában keletkezik.
Apoptózis
Az intermembrán térben található egy fontos vegyület, az úgynevezett citokróm c. Amikor a sejtkomponensek károsodnak, vagy ha a sejt bizonyos környezeti jeleket kap, a mitokondriumok felszabadítják a citokróm c-t a citoplazmába. Ez az esemény egy enzimatikus aktivitást indít el, amely végül az egész sejt programozott, rendezett lebontásához vezet. Ezt az utat apoptózisnak nevezik, és általában nem rossz dolog a szervezet számára. Könnyű módot nyújt a szervezet számára a már nem szükséges vagy túl öregedő és újrahasznosítani kívánt sejtek és szövetek eltávolítására.