1. energiatermelés (ATP szintézis): A mitokondriumok ATP -t termelnek a sejtek légzésén keresztül, amely olyan metabolikus reakciók halmaza, amelyek oxigén jelenlétében lebontják a glükózt és más szerves molekulákat. A glükózt glikolízis és a citromsav-ciklus (Krebs ciklus) révén bontják el, hogy nagy energiájú elektronokat generáljanak. Ezeket az elektronokat a belső mitokondriális membrán elektronszállító láncán továbbítják, ami a hidrogénionok szivattyúzásához vezet a membránon. A kapott proton -gradiens az ATP szintézisét hajtja egy oxidatív foszforilációnak nevezett folyamaton keresztül.
2. Elektronszállító lánc és oxidatív foszforiláció: Az elektronszállító lánc olyan fehérjekomplexek sorozata, amelyek beágyazódtak a belső mitokondriális membránba. Elektronátviteli útként működik, és az elektronokat átadja a nagy energiájú donor molekulákból (például a NADH és a FADH2) az alacsony energiájú akceptor-molekulákhoz (például oxigén). Ahogy az elektronok átfolynak a láncon, energiájukat hidrogénionok szivattyúzására használják fel a membránon, protongradienst hozva létre. A protonok visszaáramlása a mátrixba az ATP -szintázon keresztül vezet az ATP szintézisének az ADP -ből.
3. citromsav -ciklus: A citromsav -ciklus, más néven Krebs ciklus, kémiai reakciók sorozata, amely a mitokondriális mátrixban fordul elő. Központi szerepet játszik a sejtek légzésében azáltal, hogy befejezi a glükóz és más szerves molekulák lebontását, hogy szén -dioxidot, NADH -t és FADH2 -t hozzon létre. Ezeket a nagy energiájú elektronokat ezután az elektronszállító láncban használják az ATP előállításához.
4. kalcium homeosztázis: A mitokondriumok szerepet játszanak a sejten belüli kalciumszint szabályozásában. Felvehetik és tárolhatják a kalciumot a citoszolból, elősegíthetik a különféle sejtes folyamatokhoz szükséges megfelelő kalciumkoncentrációk fenntartását, ideértve az izmok összehúzódását, az idegátadást és az enzimszabályozást.
5. apoptózis (programozott sejthalál): A mitokondriumok részt vesznek az apoptózis kezdeményezésében és végrehajtásában, amely a programozott sejthalál egyik formája. Bizonyos jelekre válaszul a mitokondriumok felszabadulnak a fehérjék a citoszolba, például a citokróm c. A citokróm c kiváltja a kaszpázok aktiválását, egy olyan enzimcsaládot, amely az események kaszkádjához vezet, amely végül sejthalálot okoz.
6. Reaktív oxigénfajok (ROS) termelése: A mitokondriumok a reaktív oxigénfajok (ROS) fő forrása, mint az oxidatív foszforiláció mellékterméke. Noha a ROS elengedhetetlen a sejtek jelátviteléhez és szabályozásához, a túlzott termelés oxidatív stresszt okozhat, és hozzájárulhat az öregedéshez, a szöveti károsodáshoz és a különféle betegségekhez.
7. hőtermelés (termogenezis): Bizonyos szövetekben, például a barna zsírszövetben a mitokondriumok szerepet játszanak a termogenezisben, a hő előállításában. Ezt úgy érik el, hogy az elektronszállító láncot leválasztják az ATP szintézisből, ami az energia felszabadulásához vezet, mint az ATP helyett.
Ezenkívül a mitokondriumok számos más sejtfunkcióban vesznek részt, beleértve bizonyos lipidek, aminosavak és hem szintézisét (hemoglobin egyik alkotóeleme). Részt vesznek a sejtjelző útvonalakban, a sejtek növekedésében és a sejtek metabolizmusának szabályozásában is. Összességében a mitokondriumok nélkülözhetetlen organellák, amelyek különféle kritikus funkciókat szerveznek a sejtek homeosztázisának és az energiatermelésnek a fenntartása érdekében.