Wat is een mitochondriaal membraan?
Voor definitie doeleinden kan de term mitochondriaal membraan ofwel het binnenste of het buitenste membraan van een mitochondriale cel betekenen, afhankelijk van de context waarin de term wordt gebruikt. Als zodanig worden de membranen geassocieerd met mitochondriën geïdentificeerd als ofwel het binnenste mitochondriale membraan of het buitenste mitochondriale membraan. Het buitenste membraan van een mitochondrion is glad en omringt de hele organel. Ter vergelijking: het binnenste mitochondriale membraan vormt de cristae, een gedraaide, draaiende weg die lijkt op de plooien van een brein.
Om mitochondriale membranen volledig te begrijpen, is het noodzakelijk om eerst eukaryoten te begrijpen en hoe hun cellulaire structuur zich verhoudt tot mitochondriën. Organismen met complexe, op membranen gebaseerde cellulaire structuren, waaronder planten, dieren en mensen, staan bekend als eukaryoten. Alle zuurstofafhankelijke eukaryoten hebben mitochondriën. Mitochondria verschijnen in elk van de cellen van de eukaryote en zijn verantwoordelijk voor de productie van adenosinetrifosfaat (ATP), een chemische energiebron die is afgeleid van zuurstof en verschillende voedingsstoffen.
Bij krachtige vergroting zijn mitochondriën aanwezig als ovaal of langwerpig van vorm, met een dubbel membraan en een binnengebied dat bekend staat als de matrix. Tal van mitochondriën bestaan binnen een enkele cel, met exacte vormen en afmetingen afhankelijk van het specifieke type cel. Bovendien zien de mitochondriën van het ene organisme er anders uit dan die van een ander organisme.
Het is de taak van mitochondria om aerobe ademhaling uit te voeren, het proces waarbij zuurstof en voedingsstoffen worden omgezet in ATP. Dit proces vindt plaats langs de cristae of het binnenste mitochondriale membraan met behulp van in het membraan ingebedde enzymen en eiwitten uit de matrix. Zodra ATP is geproduceerd, gebruikt de cel de chemische stof als energiebron om celbeweging, celdeling en andere metabole functies mogelijk te maken.
Terwijl het binnenste mitochondriale membraan helpt bij de productie van ATP, dient het buitenste mitochondriale membraan als een filter. Met behulp van een eiwit dat porin wordt genoemd, vormt het buitenmembraan kanalen waardoor alleen moleculen van een bepaalde grootte de mitochondriën kunnen binnendringen. Eenmaal binnen worden moleculen verder gefilterd door het binnenmembraan. Alleen die moleculen waarvan vooraf is bepaald dat ze cruciaal zijn voor de productie van ATP, mogen door het binnenmembraan gaan.
Zowel de binnenste als buitenste mitochondriale membranen dienen een belangrijk doel in de algehele functie van mitochondriën. Hoewel beide een doel dienen, omvat de meerderheid van organelactiviteit het binnenste mitochondriale membraan en de matrix. Bij het vergelijken van groottevergelijkingen is de cristae aanzienlijk groter dan het buitenmembraan, vanwege de verwrongen, ingewikkelde aard. Met het grotere oppervlak van de cristae kan elke mitochondrion meer van de enzymen opnemen die nodig zijn om ATP te produceren, waardoor de cel meer energie krijgt om te functioneren.