ลักษณะของไมโตคอนเดรีย

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยหน่วยสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่เรียกว่าเซลล์นับล้านล้าน แต่ละเซลล์มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่เซลล์ทั้งหมดสามารถทำหน้าที่ต่างๆ ได้หลายร้อยอย่าง ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับร่างกายในการอยู่รอดและเติบโต ในบรรดาบทบาทอื่นๆ โครงสร้างขนาดเล็กที่เรียกว่าไมโตคอนเดรียช่วยเปลี่ยนพลังงานที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตให้อยู่ในรูปแบบที่เซลล์สามารถใช้เพื่อทำหน้าที่หลายอย่างให้สำเร็จ

ไมโตคอนเดรียเป็นสมาชิกของกลุ่มโครงสร้างภายในเซลล์ที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ ซึ่งแยกออกจากส่วนที่เหลือของเซลล์โดยเยื่อหุ้มฟอสโฟลิปิด นอกจากนี้ ไมโทคอนเดรียยังเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเมมเบรนคู่เพียงชนิดเดียว เยื่อหุ้มชั้นในที่พับเก็บมีบทบาทสำคัญในการผลิตพลังงาน ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มทั้งสองเรียกว่าช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ในขณะที่พื้นที่ภายในเยื่อหุ้มชั้นในเรียกว่าเมทริกซ์

ลักษณะเฉพาะอีกสองประการของไมโตคอนเดรียคือจีโนมทรงกลม ซึ่งแยกจากดีเอ็นเอเชิงเส้นที่พบในนิวเคลียสโดยสิ้นเชิง และความสามารถในการแบ่งแยกอย่างอิสระจากเซลล์โดยรอบ แม้ว่าโครโมโซมของนิวเคลียสจะสืบทอดจากพ่อแม่ทั้งสองเท่าๆ กัน แต่ดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียนั้นสืบทอดมาจากแม่เท่านั้น เมื่อเซลล์ต้องการพลังงานมากขึ้น เซลล์ก็สามารถส่งสัญญาณให้ไมโตคอนเดรียแบ่งตัวได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณคาดหวังว่าจะพบออร์แกเนลล์เหล่านี้มากขึ้นในเนื้อเยื่อที่ใช้พลังงานมาก เช่น หัวใจและกล้ามเนื้ออื่นๆ และในเซลล์ผิวหนังหรือเซลล์ประสาทมีน้อยลง

ไมโทคอนเดรียเป็นโฮสต์ของเส้นทางของเอนไซม์หลายทาง เช่น ช่วงสองสามขั้นตอนแรกของวัฏจักรยูเรีย แต่ที่สำคัญที่สุดคือกรดซิตริกหรือวัฏจักรเครบส์ เอ็นไซม์ในวิถีนี้สามารถพบได้ในเมทริกซ์ยล และทำงานตามลำดับเพื่อเปลี่ยนไพรูเวตจากไซโตพลาสซึมเป็นโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ อิเล็กตรอนพลังงานสูงถูกส่งจากสายโซ่คาร์บอนไปยังห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นกลุ่มของโปรตีนเชิงซ้อนที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มชั้นใน คอมเพล็กซ์เหล่านี้ใช้อิเล็กตรอนเพื่อบังคับอะตอมของไฮโดรเจนเข้าไปในช่องว่างของเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่ออะตอมกระจายกลับเข้าไปในเมทริกซ์ พลังงานเซลล์จะถูกสร้างขึ้นในรูปของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต หรือ ATP

ช่องว่างระหว่างเมมเบรนเป็นที่อยู่ของสารประกอบสำคัญที่เรียกว่าไซโตโครมค เมื่อส่วนประกอบของเซลล์เสียหาย หรือเมื่อเซลล์ได้รับสัญญาณสิ่งแวดล้อมบางอย่าง ไมโตคอนเดรียจะปล่อยไซโตโครมซีเข้าสู่ไซโตพลาสซึม เหตุการณ์นี้เริ่มต้นกิจกรรมของเอนไซม์จำนวนมากที่นำไปสู่การรื้อเซลล์ทั้งหมดตามโปรแกรมและเป็นระเบียบ วิถีนี้เรียกว่าอะพอพโทซิส และโดยทั่วไปก็ไม่ใช่สิ่งเลวร้ายสำหรับสิ่งมีชีวิต ช่วยให้ร่างกายมีวิธีการที่สะดวกในการขจัดเซลล์และเนื้อเยื่อที่ไม่จำเป็นอีกต่อไปหรือที่แก่เกินไปและจำเป็นต้องนำกลับมาใช้ใหม่