Wat is de functie van mitochondriën?

Mitochondria zijn de celkrachtcentrale van eukaryotische cellen. De belangrijkste functie van mitochondria is de productie van adenosinetrifosfaat (ATP) via een proces dat bekend staat als oxidatieve fosforylering. ATP is een nucleotide dat energie opslaat in de vorm van chemische bindingen. Energie is afgeleid van celvoedingsstoffen, meestal van glucose en vetzuren, en wordt afgegeven wanneer het nodig is voor de energie-veroorzakende functies van cellen. Deze energie-eisende cellulaire functies zijn membraantransport, synthese van verbindingen voor het sturen van metabole reacties en mechanisch werk.

Deze structuren zijn dubbele membraangebonden cytoplasmatische organellen die in de meeste eukaryotische cellen worden gevonden. Ze zijn flexibel en staafvormig en hun diameter varieert van 0,5 tot 1,0 micrometer. Het membraansysteem van een mitochondrion bestaat uit een glad buitenste mitochondriaal membraan en een gevouwen binnenste mitochondriaal membraan, gescheiden door een nauwe ruimte die de intermembrane ruimte wordt genoemd. Matrixruimte, of intercristale ruimte, is de grote ruimte omsloten door het binnenmembraan. Elk van deze componenten speelt een belangrijke rol in de cellulaire functie en draagt ​​bij aan de hoofdfunctie van mitochondriën.

Het buitenste mitochondriale membraan heeft een groot aantal porins, die transmembraan-eiwitkanalen zijn die de vrije diffusie van grote en kleine moleculen mogelijk maken. Het kan moleculen toelaten die zo groot zijn als 10 kilodaltons en zo klein als 6.000 dalton. Dit membraan is relatief permeabel voor ionen en kleine moleculen, dus de inhoud van de intermembraanruimte lijkt op het cytosol.

Niettemin wordt de belangrijkste functie van mitochondriën gevonden in het binnenste mitochondriale membraan en de matrixruimte. Het binnenste mitochondriale membraan is gevouwen in cristae, die een groter oppervlak voor synthese van ATP verschaffen. Dit membraan bezit een groot aantal cardiolipines, dit zijn fosfolipiden die de laatstgenoemde bijna ondoordringbaar maken voor protonen, elektronen en ionen. ATP-synthase en ademhalingsketens, beide eiwitcomplexen, worden ook in dit membraan gevonden. De ATP-synthase is verantwoordelijk voor ATP-generatie, terwijl de ademhalingsketens de protongradiënt behouden die energie levert voor oxidatieve fosforylering.

De matrixruimte is gevuld met een dichte vloeistof die meestal bestaat uit enzymen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van vetzuren en pyruvaat in het metabole tussenproduct acetylco-enzym A en daaropvolgende oxidatie van dit tussenproduct in de cyclus Krebs of tricarbonzuur. Pyruvaat is een eerste product van glucosemetabolisme dat plaatsvindt in het cytosol, dat vervolgens wordt getransporteerd naar de mitochondriën. De matrixruimte bevat ook het mitochondriale genetische systeem, het dubbelstrengige mitochondriale circulaire deoxyribonucleïnezuur (cDNA) en de enzymen die nodig zijn voor mitochondriale genoomexpressie. Hoewel het zijn eigen genetische systeem heeft, bevinden de noodzakelijke gen-gecodeerde eiwitten die nodig zijn voor de normale vorming en functie van mitochondriën zich in het genoom van de kern van de cel.