Jaká je funkce mitochondrie?
Mitochondrie jsou buněčnou hnací silou eukaryotických buněk. Hlavní funkcí mitochondrie je produkce adenosintrifosfátu (ATP) prostřednictvím procesu známého jako oxidační fosforylace. ATP je nukleotid, který ukládá energii ve formě chemických vazeb. Energie je odvozena z buněčných živin, většinou z glukózy a mastných kyselin, a uvolňuje se, kdykoli je to potřeba, funkcí buněk vyžadujících energii. Tyto buněčné funkce vyžadující energii jsou membránový transport, syntéza sloučenin pro řízení metabolických reakcí a mechanická práce.
Tyto struktury jsou cytoplazmatické organely vázané na dvojitou membránu, které se nacházejí ve většině eukaryotických buněk. Jsou ohebné a tyčovité a jejich průměr se pohybuje v rozmezí 0,5 až 1,0 mikrometrů. Membránový systém mitochondrií se skládá z hladké vnější mitochondriální membrány a složené vnitřní mitochondriální membrány, oddělené úzkým prostorem zvaným intermembránový prostor. Maticový prostor, nebo interkristální prostor, je velký prostor uzavřený vnitřní membránou. Každá z těchto složek hraje významnou roli v buněčné funkci a přispívá k hlavní funkci mitochondrie.
Vnější mitochondriální membrána má velké množství porinů, což jsou transmembránové proteinové kanály, které umožňují volnou difúzi velkých a malých molekul. Může povolit molekuly, které jsou až 10 kilodaltonů a 6 000 daltonů. Tato membrána je relativně propustná pro ionty a malé molekuly, takže obsah intermembránového prostoru připomíná cytosol.
Nicméně hlavní funkce mitochondrií se nachází ve vnitřní mitochondriální membráně a maticovém prostoru. Vnitřní mitochondriální membrána je složena do cristae, které poskytují větší povrchovou plochu pro syntézu ATP. Tato membrána obsahuje velké množství kardiolipinů, což jsou fosfolipidy, díky nimž jsou tyto téměř nepropustné pro protony, elektrony a ionty. V této membráně se také nacházejí ATP syntáza a respirační řetězce, oba proteinové komplexy. Syntéza ATP je zodpovědná za tvorbu ATP, zatímco dýchací řetězce udržují protonový gradient, který poskytuje energii pro oxidační fosforylaci.
Maticový prostor je naplněn hustou tekutinou složenou převážně z enzymů zodpovědných za degradaci mastných kyselin a pyruvátu na metabolický meziprodukt acetyl koenzym A a následnou oxidaci tohoto meziproduktu v Krebsově cyklu nebo v kyselině trikarboxylové. Pyruvát je počáteční produkt metabolismu glukózy, který se vyskytuje v cytosolu, který je pak transportován do mitochondrií. Maticový prostor také obsahuje mitochondriální genetický systém, dvouvláknovou mitochondriální kruhovou deoxyribonukleovou kyselinu (cDNA) a enzymy nezbytné pro expresi mitochondriálního genomu. Ačkoli má svůj vlastní genetický systém, nezbytné genově kódované proteiny potřebné pro normální a formování mitochondrie jsou umístěny v genomu jádra buňky.