Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα μιτοχόνδρια είναι οργανίδια των οποίων η κύρια λειτουργία είναι σύνθεση κυτταρικής ενέργειας απαραίτητης για τις μεταβολικές λειτουργίες των οργανισμών.
Στα μιτοχόνδρια, ειδικά στη μιτοχονδριακή μήτρα, πραγματοποιούνται τα περισσότερα από τα 4 βήματα της κυτταρικής αναπνοής. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς θα παράγει ATP ή κυτταρική ενέργεια για τη διεξαγωγή μεταβολικών δραστηριοτήτων.
Οι λειτουργίες των μιτοχονδρίων στους οργανισμούς μπορούν να συνοψιστούν ως εξής: παραγωγή ενέργειας, ρυθμιστής θερμοκρασίας, έλεγχος κύκλου κυττάρων (απόπτωση), αποθήκευση ασβεστίου και ρύθμιση ορμονών φύλου.
Παραγωγή ενέργειας
Η παραγωγή ενέργειας είναι η πιο σημαντική λειτουργία των μιτοχονδρίων. Η ενέργεια με τη μορφή τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ) προκύπτει από την κυτταρική αναπνοή, η διαδικασία των 4 σταδίων της οποίας εμφανίζεται σε μεγάλο βαθμό στα μιτοχόνδρια.
Κυτταρική αναπνοή
Η κυτταρική αναπνοή είναι όπου τα κύτταρα λαμβάνουν την πυρηνική ενέργεια που απαιτείται για την εκτέλεση των μεταβολικών τους λειτουργιών. Η κυτταρική αναπνοή αποτελείται από 4 βήματα:
- Γλυκόλυση: αυτό το βήμα εμφανίζεται στο κυτοσόλιο του κυττάρου, αλλά είναι απαραίτητο καθώς θα παράγει γλυκόζη και τα 2 πυροσταφυλικά για τα ακόλουθα στάδια.
- Οξείδωση πυροσταφυλικού: αυτή η διαδικασία εμφανίζεται στον μιτοχονδριακό πίνακα και μετατρέπει το πυροσταφυλικό σε ακετυλο-CoA, ένα στοιχείο που θα ξεκινήσει την ακόλουθη διαδικασία.
- Κύκλος Krebs: επίσης γνωστός ως κύκλος νιτρικού οξέος, χάρη σε αυτήν τη διαδικασία, θα συντεθούν οι 24 από τους 38 θεωρητικούς ATP που προκύπτουν από την κυτταρική αναπνοή. Ο κύκλος Krebs εμφανίζεται με τον ίδιο τρόπο στη μιτοχονδριακή μήτρα.
- Οξειδωτική φωσφορυλίωση: σε αυτό το βήμα, το NADH και το FADH2 που αποκτήθηκε από τις προηγούμενες φάσεις θα μετατραπεί σε ATP χάρη στην κίνηση ηλεκτρονίων μέσω μιας σειράς πρωτεϊνών που είναι ενσωματωμένες στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων.
Θερμοστάτης
Τα μιτοχόνδρια παράγουν θερμότητα που θα διατηρήσει και θα ρυθμίσει τη θερμοκρασία των ζωντανών οργανισμών, ειδικά των θηλαστικών.
Έλεγχος κύκλου κυττάρων
Γνωστό ως απόπτωση, τα μιτοχόνδρια έχουν τη δύναμη να προγραμματίσουν ή να ξεκινήσουν τη διαδικασία του κυτταρικού θανάτου. Με αυτόν τον τρόπο, ελέγχει την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και το τέλος του κύκλου ζωής του κυττάρου, επίσης γνωστό ως κυτταρικό κύκλο.
Αποθήκευση ασβεστίου
Τα μιτοχόνδρια ρυθμίζουν τη βιοχημεία των κυττάρων αποθηκεύοντας και ρυθμίζοντας την ποσότητα των ιόντων ασβεστίου. Αυτή η λειτουργία είναι σημαντική, καθώς βοηθά στη συστολή των μυών, στην απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών και στη διατήρηση της υγείας των οστών.
Ρύθμιση των ορμονών του φύλου
Τα μιτοχόνδρια ρυθμίζουν την παραγωγή οιστρογόνων και τεστοστερόνης. Τα μιτοχόνδρια, που έχουν το δικό τους DNA (μιτοχονδριακό DNA), μπορούν να αναπαραχθούν εάν το κύτταρο χρειάζεται περισσότερη ενέργεια και με τη σειρά του θα αναπαράγει ένα αντίγραφο των πληροφοριών των ορμονών του φύλου που αναφέρονται κατά την κυτταρική διαίρεσή τους.
