Mitochondria. Budowa i funkcje

Mitochondrium (w liczbie mnogiej mitochondria) to organella komórkowa, odpowiadająca za zaopatrywanie komórek w energię. Zatem mitochondria stanowią "elektrownię" w organizmie ludzkim i zwierzęcym, która zaopatruje komórki w energię. Pełnią bardzo ważną rolę - codziennie produkują one ilość energii porównywalną do masy naszego ciała.

Aby proces wytwarzania energii ATP (potrzebnej do pracy organów wewnętrznych) przebiegał prawidłowo, mitochondriom są potrzebne węglowodany (proces glikolizy), tłuszcze (Beta oksydacja) oraz tlen.

Dziedzina nauki zajmująca się tymi ważnymi organellami nazywa się Medycyną Mitochondrialną.

Mitochondria są obudowane podwójną błoną. Ich rozmiar wynosi 0,5 - 1 nanometra. Każde mitochondrium składa się z zewnętrznej, gładkiej błony (membrana), wewnętrznej błony z grzebieniem mitochondrialnymi (membrana), łańcucha oddechowego, znajdującego się także w wewnętrznej błonie z grzebieniem mitochondrialnym, macierzy mitochondrialnej i przestrzeni międzybłonowej.

Zewnętrzna, gładka błona, jest przepuszczalna dla mniejszych cząsteczek, nie przepuszcza zaś pofałdowanych molekuł protein. Zewnętrzna błona z grzebieniem mitochondrialnym jest mocno pofałdowana i stanowi powierzchnię funkcjonalną.

Przez tę błonę mogą przejść jedynie gazy i woda. Reszta musi przedostać się do wewnątrz za pośrednictwem białek, które nazywa się sprzężonymi przenośnikami (symportery i antyportery).

Łańcuch oddechowy zawiera kompleksy enzymatyczne odpowiedzialne m.in. za transport elektronów. W macierzy mitochondrialnej zlokalizowane jest mitochondrialne DNA (mtDNA), zaś przestrzeń międzybłonowa to miejsce pomiędzy membranami, w którym mieści się enzym (kinaza adenylanowa).

Podstawową i najważniejszą rolą mitochondriów jest produkowanie energii ze składników odżywczych. Ale to nie jedyna funkcja - mitochondria mają o wiele więcej zadań. Bez nich komórki nie są w stanie prawidłowo funkcjonować - jeśli nie działa właściwie, jest uszkodzone, komórka obumiera.

Poza tym w mitochondriach zachodzą przemiany tłuszczów. Pełnią one także rolę oczyszczającą - w komórkach wątroby odbywa się cykl przekształcania toksycznego amoniaku do mniej szkodliwego mocznika.

Mitochondria mają także własny materiał genetyczny - DNA, czyli koliście zamkniętą cząsteczkę kwasu dezoksyrybonukleinowego. Zawiera ona informację genetyczną o białkach mitochondrialnych oraz o enzymach, katalizujących reakcje oddychania komórkowego.

DNA umożliwia zatem przebieg ważnych życiowych procesów, jak np.: oddychania komórkowego, a także podział i apoptozę komórek, utrzymywanie homeostazy poprzez magazynowanie wapnia, regulację enzymatyczną oraz równowagę pomiędzy wolnymi rodnikami i przeciwutleniaczami.