Mis on mitokondrite funktsioon?

Mitokondrid on eukarüootsete rakkude rakujõujaam. Mitokondrite põhifunktsioon on adenosiintrifosfaadi (ATP) tootmine protsessi kaudu, mida nimetatakse oksüdatiivseks fosforüülimiseks. ATP on nukleotiid, mis salvestab energiat keemiliste sidemete kujul. Energia saadakse raku toitainetest, enamasti glükoosist ja rasvhapetest, ning vabaneb alati, kui seda rakkude energiat nõudvate funktsioonide jaoks vaja läheb. Need energiat nõudvad rakufunktsioonid on membraanitransport, metaboolsete reaktsioonide juhtimiseks vajalike ühendite süntees ja mehaaniline töö.

Need struktuurid on topeltmembraaniga seotud tsütoplasmaatilised organellid, mida leidub enamikus eukarüootsetes rakkudes. Need on painduvad ja vardakujulised ning nende läbimõõt on 0.5–1.0 mikromeetrit. Mitokondrite membraanisüsteem koosneb siledast välimisest mitokondriaalsest membraanist ja volditud sisemisest mitokondriaalsest membraanist, mida eraldab kitsas ruum, mida nimetatakse membraanidevaheliseks ruumiks. Maatriksruum ehk interkristalne ruum on sisemembraaniga ümbritsetud suur ruum. Kõik need komponendid mängivad olulist rolli raku funktsioonis ja aitavad kaasa mitokondrite põhifunktsioonile.

Välimisel mitokondriaalsel membraanil on suur hulk poriine, mis on transmembraansed valgukanalid, mis võimaldavad suurte ja väikeste molekulide vaba difusiooni. See võib lubada molekule, mis on nii suured kui 10 kilodaltonit ja nii väikesed kui 6,000 daltonit. See membraan on ioonide ja väikeste molekulide suhtes suhteliselt läbilaskev, mistõttu membraanidevahelise ruumi sisu sarnaneb tsütosooliga.

Sellegipoolest leidub mitokondrite peamine funktsioon sisemises mitokondriaalses membraanis ja maatriksiruumis. Sisemine mitokondriaalne membraan on volditud kriistadeks, mis annavad ATP sünteesiks suurema pinna. Sellel membraanil on suur hulk kardiolipiine, mis on fosfolipiidid, mis muudavad viimase prootonitele, elektronidele ja ioonidele peaaegu mitteläbilaskvaks. Selles membraanis leidub ka ATP süntaasi ja hingamisahelaid, mõlemad valgukompleksid. ATP süntaas vastutab ATP tekke eest, samas kui hingamisahelad säilitavad prootonite gradiendi, mis annab energiat oksüdatiivseks fosforüülimiseks.

Maatriksiruum on täidetud tiheda vedelikuga, mis koosneb enamasti ensüümidest, mis vastutavad rasvhapete ja püruvaadi lagunemise eest metaboolseks vaheühendiks atsetüülkoensüümiks A ning sellele järgnev selle vaheühendi oksüdeerimine Krebsi või trikarboksüülhappe tsüklis. Püruvaat on tsütosoolis esinev glükoosi metabolismi algprodukt, mis seejärel transporditakse mitokondritesse. Maatriksiruum sisaldab ka mitokondriaalset geneetilist süsteemi, kaheahelalist mitokondriaalset tsirkulaarset desoksüribonukleiinhapet (cDNA) ja mitokondriaalse genoomi ekspressiooniks vajalikke ensüüme. Kuigi sellel on oma geneetiline süsteem, asuvad mitokondrite normaalseks tekkeks ja talitluseks vajalikud geeniga kodeeritud valgud raku tuuma genoomis.