Какова функция митохондрий?

Митохондрии являются клеточной электростанцией эукариотических клеток. Основной функцией митохондрий является производство аденозинтрифосфата (АТФ) посредством процесса, известного как окислительное фосфорилирование. АТФ - это нуклеотид, который накапливает энергию в форме химических связей. Энергия извлекается из клеточных питательных веществ, в основном из глюкозы и жирных кислот, и выделяется всякий раз, когда это необходимо для энергетических функций клеток. Этими энергоемкими клеточными функциями являются мембранный транспорт, синтез соединений для стимулирования метаболических реакций и механическая работа.

Эти структуры представляют собой двойные мембраносвязанные цитоплазматические органеллы, обнаруживаемые в большинстве эукариотических клеток. Они гибкие и имеют форму стержня, а их диаметр колеблется от 0,5 до 1,0 микрометра. Мембранная система митохондрии состоит из гладкой наружной митохондриальной мембраны и свернутой внутренней митохондриальной мембраны, разделенных узким пространством, называемым межмембранным пространством. Матричное пространство, или межкристальное пространство, является большим пространством, окруженным внутренней мембраной. Каждый из этих компонентов играет важную роль в клеточной функции и вносит вклад в основную функцию митохондрий.

Наружная митохондриальная мембрана имеет большое количество поринов, которые представляют собой трансмембранные белковые каналы, которые обеспечивают свободную диффузию больших и малых молекул. Он может допускать молекулы размером до 10 килодальтон и до 6000 дальтон. Эта мембрана относительно проницаема для ионов и малых молекул, поэтому содержимое межмембранного пространства напоминает цитозоль.

Тем не менее основная функция митохондрий обнаруживается во внутренней мембране митохондрий и пространстве матрикса. Внутренняя митохондриальная мембрана складывается в кристы, которые обеспечивают большую площадь поверхности для синтеза АТФ. Эта мембрана содержит большое количество кардиолипинов, которые являются фосфолипидами, которые делают последние почти непроницаемыми для протонов, электронов и ионов. АТФ-синтаза и дыхательные цепи, оба белковых комплекса, также обнаружены в этой мембране. АТФ-синтаза отвечает за выработку АТФ, тогда как дыхательные цепи поддерживают градиент протонов, который обеспечивает энергию для окислительного фосфорилирования.

Пространство матрицы заполнено плотной жидкостью, в основном состоящей из ферментов, ответственных за разложение жирных кислот и пирувата в метаболический промежуточный ацетил-кофермент A и последующее окисление этого промежуточного соединения в цикле Кребса или трикарбоновой кислоты. Пируват является исходным продуктом метаболизма глюкозы, который происходит в цитозоле, который затем транспортируется в митохондрии. Матричное пространство также содержит митохондриальную генетическую систему, двухцепочечную митохондриальную циркулярную дезоксирибонуклеиновую кислоту (кДНК) и ферменты, необходимые для экспрессии митохондриального генома. Хотя он имеет свою собственную генетическую систему, необходимые для кодирования гена белки, необходимые для нормального образования и функционирования митохондрий, находятся в геноме ядра клетки.