1. Szerkezet:
- A mitokondriumokat az energiatermelésben betöltött elsődleges funkciójuk miatt gyakran a "sejt erőműveiként" emlegetik.
- Membránhoz kötött organellumok külső membránnal és belső membránnal. A belső membrán számos cristae-nak nevezett redőt képez, amelyek növelik az energiatermelő kémiai reakciókhoz rendelkezésre álló felületet.
- A belső membrán által bezárt teret mitokondriális mátrixnak nevezünk, amely enzimeket, riboszómákat és DNS-t tartalmaz.
2. Méret és szám:
- A mitokondriumok mérete és alakja változó, de jellemzően több mikron hosszúak és nagyjából hengeresek.
- A sejtenkénti mitokondriumok száma nagymértékben változhat a sejttípustól és az energiaigénytől függően. Egyes sejtekben néhány mitokondrium lehet, míg mások ezreket tartalmazhatnak.
3. Energiatermelés (sejtlégzés):
- A mitokondriumok elsődleges feladata az adenozin-trifoszfát (ATP) előállítása, amely a sejt energiapénze. A mitokondriumok sejtlégzést végeznek, ami a glükóz és más tüzelőanyagok oxigén jelenlétében történő lebontásával jár, hogy a kémiai kötésekben tárolt energia felszabaduljon.
- A sejtlégzés során a mitokondriumok oxigént használnak a glükózmolekulák lebontására a glikolízis, a Krebs (citromsav) ciklus és az oxidatív foszforiláció folyamatai révén. Ezek a folyamatok ATP szintézisét eredményezik, amely azután különféle sejttevékenységeket hajt végre.
4. Elektronszállítási lánc:
- A belső mitokondriális membrán elektrontranszport láncként ismert fehérjekomplexeket tartalmaz. Ez a lánc elektronhordozók sorozatából áll, amelyek nagy energiájú elektronokat adnak át alacsonyabb energiájú állapotokba, és elektrokémiai gradienst generálnak a membránon keresztül.
- Az e folyamat során felszabaduló energia az ATP szintézisét hajtja az oxidatív foszforiláció néven ismert folyamaton keresztül.
5. Genetikai anyag (mtDNS):
- A mitokondriumok saját DNS-t (mtDNS) tartalmaznak, amely különbözik a sejtmag DNS-étől. Az MtDNS kör alakú, ellentétben a magban lévő lineáris DNS-sel.
- Az MtDNS a mitokondriális működéshez nélkülözhetetlen géneket kódolja, elsősorban azokat, amelyek az energiatermelésben vesznek részt. A legtöbb mitokondriális fehérjét azonban nukleáris gének kódolják, és a mitokondriumokba importálják.
6. Oxidatív stressz és öregedés:
- A mitokondriumok a sejtlégzés melléktermékeiként a reaktív oxigénfajták (ROS) jelentős forrásai. A ROS oxidatív stresszt okozhat, ami a sejtösszetevők károsodásához vezethet, és hozzájárul az öregedési folyamatokhoz és különböző betegségekhez.
7. Dinamikus viselkedés:
- A mitokondriumok rendkívül dinamikus organellumok, amelyek folyamatos fúziós és hasadási eseményeken mennek keresztül. Ez a dinamikus viselkedés lehetővé teszi a mitokondriumok számára, hogy alkalmazkodjanak a változó energiaigényekhez, hatékonyan osszák el tartalmukat, és fenntartsák a minőség-ellenőrzést a sérült vagy diszfunkcionális mitokondriumok megszüntetésével.
Összefoglalva, a mitokondriumok alapvető sejtszervecskék, amelyek felelősek az energiatermelésért, a sejtlégzésért és más anyagcsere-funkciókért. Szerkezetük, genetikai anyaguk és dinamikus viselkedésük kritikus szerepet játszik a sejtműködésben, az öregedésben és a betegségekben.