De kenmerken van de mitochondriën

Het menselijk lichaam bestaat uit biljoenen kleine levende eenheden die cellen worden genoemd. Elke cel is onzichtbaar voor het blote oog, maar ze zijn allemaal in staat om honderden individuele functies uit te voeren - alles wat nodig is voor het lichaam om te overleven en te groeien. Naast andere rollen helpen kleine structuren, mitochondriën genaamd, de energie die is opgeslagen in koolhydraten om te zetten in een vorm die cellen kunnen gebruiken om die vele functies te vervullen.

Mitochondriën zijn leden van een groep structuren in een cel, organellen genaamd, die van de rest van de cel worden gescheiden door fosfolipidemembranen. Bovendien zijn mitochondriën de enige organellen met dubbel membraan. Het gevouwen binnenmembraan speelt een sleutelrol bij de productie van energie. De ruimte tussen de twee membranen wordt de intermembraanruimte genoemd, terwijl het gebied binnen het binnenmembraan de matrix wordt genoemd.

Twee andere unieke kenmerken van mitochondriën zijn een circulair genoom, volledig gescheiden van het lineaire DNA dat in de kern wordt gevonden, en het vermogen om onafhankelijk van de omringende cel te delen. Terwijl nucleaire chromosomen in gelijke mate van beide ouders worden geërfd, wordt mitochondriaal DNA alleen van de moeder geërfd. Wanneer de cel meer energie nodig heeft, kan het eenvoudig zijn mitochondriën signaleren om te delen. Met andere woorden, je zou meer van deze organellen verwachten in energie-intensieve weefsels, zoals het hart en andere spieren, en minder in een huidcel of een neuron.

Mitochondriën herbergen verschillende enzymatische routes - zoals de eerste paar stappen van de ureumcyclus - maar verreweg de belangrijkste is de citroenzuur- of Krebs-cyclus. Enzymen in deze route kunnen worden gevonden in de mitochondriale matrix en ze werken in volgorde om pyruvaat van het cytoplasma om te zetten in koolstofdioxidemoleculen. Hoogenergetische elektronen worden gependeld van de koolstofketen naar de elektronentransportketen, een groep eiwitcomplexen ingebed in het binnenmembraan. Deze complexen gebruiken de elektronen om waterstofatomen in de intermembraanruimte te dwingen; wanneer de atomen terug in de matrix diffunderen, wordt cellulaire energie geproduceerd in de vorm van adenosinetrifosfaat of ATP.

De intermembrane ruimte is de thuisbasis van een belangrijke verbinding genaamd cytochroom c. Wanneer cellulaire componenten beschadigd zijn, of wanneer de cel bepaalde omgevingssignalen ontvangt, laten mitochondriën cytochroom c vrij in het cytoplasma. Deze gebeurtenis zet een stortvloed aan enzymatische activiteit op gang die uiteindelijk leidt tot een geprogrammeerde, ordelijke ontmanteling van de hele cel. Deze route wordt apoptose genoemd en is over het algemeen niet slecht voor het organisme. Het biedt het organisme een gemakkelijke manier om cellen en weefsels te verwijderen die niet langer nodig zijn of die te oud worden en moeten worden gerecycled.