Cilvēka ķermenis ir izgatavots no triljoniem sīku dzīvo vienību, ko sauc par šūnām. Katra šūna nav redzama ar neapbruņotu aci, tomēr tās visas spēj veikt simtiem atsevišķu funkciju - visu nepieciešamo, lai ķermenis varētu izdzīvot un augt. Starp citām lomām mazās struktūras, ko sauc par mitohondrijām, palīdz pārveidot ogļhidrātos uzkrāto enerģiju formā, kuru šūnas var izmantot šo daudzo funkciju veikšanai.
Vispārējā struktūra
Mitohondriji ir šūnas iekšienē esošo struktūru grupas, ko sauc par organelliem, pārstāvji, kurus no pārējās šūnas atdala fosfolipīdu membrānas. Turklāt mitohondriji ir vienīgie divmembrānu organoīdi. Salocītajai iekšējai membrānai ir galvenā loma enerģijas ražošanā. Telpu starp abām membrānām sauc par starpmembrānu telpu, bet iekšējās membrānas iekšējo laukumu - par matricu.
Mitohondriju gēni un atsevišķa dalīšana
Divas citas mitohondriju unikālās iezīmes ir apļveida genoms, kas ir pilnīgi nošķirts no kodolā atrodamās lineārās DNS, un spēja sadalīties neatkarīgi no apkārtējās šūnas. Kamēr kodola hromosomas tiek pārmantotas vienādi no abiem vecākiem, mitohondriju DNS tiek pārmantota tikai no mātes. Kad šūnai vajag vairāk enerģijas, tā var vienkārši norādīt, ka tās mitohondriji sadalās. Citiem vārdiem sakot, jūs varētu sagaidīt, ka vairāk šo organellu atradīs energoietilpīgos audos, piemēram, sirdī un citos muskuļos, un mazāk - ādas šūnās vai neironos.
Enerģijas ražošana un biomolekulu vielmaiņa
Mitohondrijās ir vairāki enzīmu ceļi, piemēram, urīnvielas cikla pirmie soļi, taču vissvarīgākais ir citronskābes vai Krebsa cikls. Šajā ceļā esošos fermentus var atrast mitohondriju matricā, un tie darbojas secīgi, lai no citoplazmas piruvātu pārvērstu oglekļa dioksīda molekulās. Augstas enerģijas elektroni tiek pārvietoti no oglekļa ķēdes uz elektronu transporta ķēdi - olbaltumvielu kompleksu grupu, kas iestrādāta iekšējā membrānā. Šie kompleksi izmanto elektronus, lai ūdeņraža atomus iespiestu starpmembrānas telpā; kad atomi difundē atpakaļ matricā, šūnu enerģija rodas adenozīna trifosfāta vai ATP formā.
Apoptoze
Starpmembrānu telpā atrodas svarīgs savienojums, ko sauc par citohromu c. Kad šūnu komponenti ir bojāti vai kad šūna saņem noteiktus vides signālus, mitohondriji atbrīvo citohromu c citoplazmā. Šis notikums sāk fermentatīvās aktivitātes straumi, kas galu galā noved pie ieprogrammētas, kārtīgas visas šūnas demontāžas. Šo ceļu sauc par apoptozi, un tas parasti nav slikts organismam. Tas nodrošina organismam ērtu veidu, kā noņemt vairs nevajadzīgas vai pārāk novecojošas šūnas un audus, kas jāpārstrādā.