Wat zijn mitochondriën?
Mitochondria zijn de energiecentrales van dierlijke en plantaardige cellen. Ze zetten NADH en NADPH in bloed om in ATP (adenosinetrifosfaat), de gemeenschappelijke energievaluta van cellulaire machines. Het enkelvoud van mitochondria is mitochondrion. Het wordt sterk vermoed dat mitochondria afkomstig zijn van vroege symbiotische cellen die in samenwerking met andere cellen leven. Deze organellen hebben hun eigen DNA, en de evolutie heeft al miljoenen jaren besteed aan het stapsgewijs overbrengen van DNA van de mitochondriën naar de kern van de cel, waar de rest van het DNA zich bevindt.
Een gemiddelde cel heeft 2000 mitochondriën, die ongeveer 20% van het totale volume innemen. De binnenkant van een mitochondrion, waarneembaar onder een microscoop wanneer gekleurd, bevat een sterk gevouwen membraan. Deze plooien worden cristae genoemd. De cristae bestaan om het oppervlak van dit membraan te maximaliseren, waardoor een hoge doorvoer van ATP mogelijk wordt. De mitochondriën is een van de weinige organellen met een dubbele membraanstructuur. Het buitenmembraan gebruikt fosfolipide dubbellagen en eiwitten om moleculen met een atoomgewicht groter dan 5000 buiten te houden. Speciale eiwitten groter dan dit kunnen alleen het actieve deel van het mitochondrion bereiken. Het binnenste membraan is het meest ondoordringbare van allemaal en laat alleen atomen door actief transport in en uit.
Mitochondria spelen een cruciale rol in veel aspecten van het metabolisme en kunnen gespecialiseerde functies hebben, afhankelijk van de cel. In de lever verwerken gespecialiseerde mitochondria bijvoorbeeld ammoniak, een cellulair afvalproduct. Wanneer bepaalde mitochondriën afbreken als gevolg van genetische mutaties, ontstaan mitochondriale ziekten.
Mitochondria zijn ongebruikelijk omdat in plaats van de helft van hun genetisch materiaal van de vader en de helft van de moeder te erven, mitochondriale erfenis uitsluitend moederlijk is. In plaats van slechts twee exemplaren van de genen, zoals in de celkern, komen mitochondriale genen in vijf tot tien exemplaren voor. Hoewel een mitochondrion ongeveer 3000 eiwitten bevat, kan het gedegenereerde genoom ervan slechts ongeveer 37 coderen. Mitochondriale degeneratie speelt een belangrijke rol in het verouderingsproces en wordt een van de zeven primaire oorzaken van veroudering genoemd. Als zodanig stellen sommige anti-verouderings-therapieën voor het "evacueren" van mitochondriaal DNA en verplaatsen naar de cellulaire kern, een proces dat de evolutie is begonnen maar nog niet is voltooid.
Er zijn slechts enkele eukaryotische cellen (die de kern bezitten) die mitochondriën missen - de microsporidianen, metamonads en archamoebae. Studies zijn gegaan over prokaryotische (kern-ontbrekende) cellen op zoek naar mogelijke hedendaagse versies van oude vrij zwevende mitochondriale cellen, maar de mitochondriën zijn in hun tijd zo sterk geëvolueerd in eukaryotische cellen dat ze waarschijnlijk niet te onderscheiden zijn van hun moderne neven en nichten .