Ląstelės yra pagrindiniai gyvų organizmų komponentai. Du pagrindiniai ląstelių tipai yra prokariotų ir eukariotų ląstelės. Eukariotų ląstelės yra sujungtos su membranomis organelės kurios atlieka esmines ląstelių funkcijas. Mitochondrijos yra laikomos eukariotų ląstelių „galiūnais“. Ką reiškia sakyti, kad mitochondrijos yra ląstelės energijos gamintojai? Šie organeliai sukuria energiją paversdami energiją tokiomis formomis, kurias gali naudoti ląstelė. Įsikūręs citoplazma, mitochondrijos yra ląstelinis kvėpavimas. Ląstelinis kvėpavimas yra procesas, kurio metu iš maisto, kurį mes valgome, ląstelių veiklai sukuriamas kuras. Mitochondrijos gamina energiją, reikalingą tokiems procesams kaip ląstelių dalijimasis, augimas ir ląstelių mirtis.
Mitochondrijos turi savitą pailgą arba ovalią formą ir yra apribotos dviguba membrana. Vidinė membrana yra sulankstyta, sukuriant struktūras, žinomas kaip kristalas. Mitochondrijos randamos abiejuose gyvūnų ir augalų ląstelės. Jų yra visose kūno ląstelių tipai
, išskyrus subrendusius raudonieji kraujo kūneliai. Mitochondrijų skaičius ląstelėje skiriasi priklausomai nuo ląstelės tipo ir funkcijos. Kaip minėta, raudonųjų kraujo kūnelių visai nėra mitochondrijų. Jei raudonosiose kraujo ląstelėse nėra mitochondrijų ir kitų organelių, susidaro erdvė milijonams hemoglobino molekulių, reikalingų deguoniui pernešti į organizmą. Raumenų ląstelėse, atvirkščiai, gali būti tūkstančiai mitochondrijų, reikalingų raumenims aktyvinti reikalingą energiją. Mitochondrijų taip pat gausu riebalų ląstelės ir kepenys ląstelės.Mitochondrijos turi savo DNR, ribosomos ir gali pasidaryti savo baltymai. Mitochondrijų DNR (mtDNR) koduoja baltymus, kurie dalyvauja elektronų pernešimas ir oksidacinis fosforilinimas, kuris vyksta ląstelių kvėpavimo metu. Oksidacinio fosforilinimo metu ATP forma energija susidaro mitochondrijų matricoje. Iš mtDNR susintetinti baltymai taip pat koduoja RNR molekulių gamybą perkelti RNR ir ribosomų RNR.
Mitochondrijų DNR skiriasi nuo ląstelėje randamų DNR branduolys tuo, kad neturi DNR taisymo mechanizmų, kurie padėtų užkirsti kelią mutacijos branduolio DNR. Dėl to mtDNR mutacijų dažnis yra daug didesnis nei branduolinės DNR. Oksidacinio fosforilinimo metu susidaręs reaktyvus deguonis taip pat kenkia mtDNR.
Mitochondrijas riboja dviguba membrana. Kiekviena iš šių membranų yra a fosfolipidas dvisluoksnis su įterptais baltymais. atokiausia membrana yra lygus, o vidinė membrana turi daug raukšlių. Šios raukšlės vadinamos kristalas. Raukšlės padidina ląstelių kvėpavimo „produktyvumą“ padidindamos turimą paviršiaus plotą. Vidinėje mitochondrijų membranoje yra keletas baltymų kompleksų ir elektronų nešiklio molekulių, sudarančių elektronų transportavimo grandinė (ETC). ETC yra trečiasis aerobinio ląstelių kvėpavimo etapas ir etapas, kuriame susidaro didžioji dauguma ATP molekulių. ATP yra pagrindinis kūno energijos šaltinis ir ląstelės jį naudoja svarbioms funkcijoms atlikti, tokioms kaip raumenų susitraukimas ir ląstelių dalijimasis.
Dvigubos membranos padalija mitochondriją į dvi atskiras dalis: tarpukario erdvė ir mitochondrijų matrica. Tarpmembraninė erdvė yra siaura erdvė tarp išorinės membranos ir vidinės membranos, o mitochondrijų matrica yra sritis, kurią visiškai uždaro vidinė membrana. mitochondrijų matrica sudėtyje yra mitochondrijų DNR (mtDNR), ribosomų ir fermentų. Keletas ląstelių kvėpavimo etapų, įskaitant Citrinų rūgšties ciklas o oksidacinis fosforilinimas matricoje vyksta dėl aukštos fermentų koncentracijos.
Mitochondrijos yra pusiau autonomiškos tuo, kad jos dauginasi ir auga tik iš dalies priklausomai nuo ląstelės. Jie turi savo DNR, ribosomas, patys gamina baltymus ir šiek tiek kontroliuoja jų dauginimąsi. Kaip ir bakterijos, mitochondrijos turi žiedinę DNR ir dauginasi reprodukcijos procesu, vadinamu dvejetainiu dalijimusi. Prieš replikaciją mitochondrijos susilieja į procesą, vadinamą suliejimu. Susiliejimas reikalingas stabilumui palaikyti, nes be jo mitochondrijos pasidalys mažesnės. Šios mažesnės mitochondrijos nesugeba pagaminti pakankamai energijos, reikalingos tinkamai ląstelių funkcijai.