Mitokondrier är kraftverk av djur- och växtceller. De omvandlar blodburen NADH och NADPH till ATP (adenosintrifosfat), den vanliga energivalutan för cellulära maskiner. Singular för mitokondrier är mitokondrier. Det är starkt misstänkt att mitokondrier härrör från tidiga symbiotiska celler som lever i samarbete med andra celler. Dessa organeller har sitt eget DNA, och evolutionen har redan ägnat miljontals år åt att stegvis överföra DNA från mitokondrierna till cellens kärna, där resten av DNA:t finns.
En genomsnittlig cell har 2,000 20 mitokondrier, som upptar cirka 5000 % av den totala volymen. Det inre av en mitokondrie, som kan observeras under ett mikroskop när den färgas, innehåller ett mycket vikt membran. Dessa veck kallas cristae. Cristae existerar för att maximera ytan av detta membran, vilket gör hög genomströmning av ATP möjlig. Mitokondrierna är en av få organeller som har en dubbelmembranstruktur. Dess yttre membran använder fosfolipidbilager och proteiner för att hålla ute alla molekyler med en atomvikt över XNUMX. Speciella proteiner större än detta kan bara nå det inre av mitokondrien genom aktiv transport. Det inre membranet är det mest ogenomträngliga av alla, släpper bara in och ut atomer genom aktiv transport.
Mitokondrier spelar avgörande roller i många aspekter av ämnesomsättningen och kan ha specialiserade funktioner beroende på cellen. Till exempel, i levern, bearbetar specialiserade mitokondrier ammoniak, en cellulär avfallsprodukt. När vissa mitokondrier bryts ner på grund av genetiska mutationer uppstår mitokondriella sjukdomar.
Mitokondrier är ovanliga eftersom i stället för att ärva hälften av sitt genetiska material från fadern och hälften från mamman, är mitokondriell arv uteslutande modern. Istället för bara två kopior av generna, som i cellkärnan, kommer mitokondriella gener i fem till tio kopior. Även om en mitokondrion innehåller cirka 3000 proteiner, kan dess degenererade genom bara koda för cirka 37. Mitokondriell degeneration spelar en viktig roll i åldrandeprocessen, och hänvisas till som en av de sju primära orsakerna till åldrande. Som sådan föreslår vissa anti-aging-terapier att ”evakuera” mitokondrie-DNA och flytta det till cellkärnan, en process som evolutionen har startat men inte avslutats.
Det finns bara ett fåtal eukaryota (kärninnehavande) celler som saknar mitokondrier – mikrosporidianerna, metamonaderna och arkamoebae. Studier har gått över prokaryota (kärnlösa) celler som letar efter möjliga nuvarande versioner av uråldriga fritt flytande mitokondriella celler, men mitokondrierna har utvecklats så omfattande under sin tid i eukaryota celler att de förmodligen inte går att skilja från sina moderna kusiner .