Co jsou mitochondrie?

Mitochondrie jsou elektrárny živočišných a rostlinných buněk. Převádějí krevní NADH a NADPH na ATP (adenosintrifosfát), společnou energetickou měnu buněčných strojů. Výrazem mitochondrie je mitochondrion. Silně se předpokládá, že mitochondrie pocházejí z časných symbiotických buněk žijících ve spolupráci s jinými buňkami. Tyto organely mají svou vlastní DNA a vývoj již strávil miliony let postupným přenosem DNA z mitochondrií do jádra buňky, kde je zbytek DNA.

Průměrná buňka má 2 000 mitochondrií, které zabírají asi 20% celkového objemu. Interiér mitochondrionu, pozorovatelný pod mikroskopem, je-li obarvený, obsahuje vysoce složenou membránu. Tyto záhyby se nazývají cristae. Cristae existují pro maximalizaci povrchové plochy této membrány, což umožňuje vysokou propustnost ATP. Mitochondrie je jednou z mála organel, které mají strukturu s dvojitou membránou. Jeho vnější membrána používá fosfolipidové dvojvrstvy a proteiny, aby se zabránilo jakýmkoli molekulám o atomové hmotnosti větší než 5000. Speciální proteiny větší než toto mohou dosáhnout aktivního transportu pouze dovnitř mitochondrií. Vnitřní membrána je nejpropustnější ze všech, pouze umožňuje atomy dovnitř a ven aktivním transportem.

Mitochondrie hrají kritickou roli v mnoha aspektech metabolismu a mohou mít specializované funkce v závislosti na buňce. Například v játrech specializovaný mitochondrický proces amoniak, buněčný odpadní produkt. Když dojde k selhání některých mitochondrií v důsledku genetických mutací, dojde k mitochondriálním onemocněním.

Mitochondrie jsou neobvyklé, protože namísto zdědění poloviny genetického materiálu od otce a poloviny od matky je mitochondriální dědičnost výlučně mateřská. Namísto pouhých dvou kopií genů, jako v buněčném jádru, přicházejí mitochondriální geny v pěti až deseti kopiích. Ačkoli mitochondrion obsahuje asi 3000 proteinů, jeho degenerovaný genom může kódovat pouze 37. Mitochondriální degenerace hraje důležitou roli v procesu stárnutí a je označována jako jedna ze sedmi primárních příčin stárnutí. Některé terapie proti stárnutí jako takové navrhují „evakuaci“ mitochondriální DNA a její přesun do buněčného jádra, což je proces, který evoluce začala, ale nebyla dokončena.

Existuje jen několik eukaryotických buněk (vlastněných jádrem), které postrádají mitochondrie - mikrosporidiány, metamonády a archamoebae. Studie prošly prokaryontními buňkami (bez jádra), které hledaly možné současné verze starověkých volně se vznášejících mitochondriálních buněk, ale mitochondrie se ve svém čase v eukaryotických buňkách tak značně vyvinuly, že jsou pravděpodobně nerozeznatelné od svých moderních bratranců .