Il corpo umano è costituito da trilioni di minuscole unità viventi chiamate cellule. Ogni cellula è invisibile ad occhio nudo, eppure sono tutte in grado di eseguire centinaia di funzioni individuali - tutto il necessario per il corpo per sopravvivere e crescere. Tra gli altri ruoli, le piccole strutture chiamate mitocondri aiutano a trasformare l'energia immagazzinata nei carboidrati in una forma che le cellule possono utilizzare per realizzare quelle molte funzioni.

Struttura generale

I mitocondri sono membri di un gruppo di strutture all'interno di una cellula chiamata organelli, che sono separati dal resto della cellula da membrane fosfolipidiche. Inoltre, i mitocondri sono gli unici organelli a doppia membrana. La membrana interna piegata gioca un ruolo chiave nella produzione di energia. Lo spazio tra le due membrane è chiamato spazio intermembranico, mentre l'area all'interno della membrana interna è chiamata matrice.

I geni mitocondri e divisione separata

Due altre caratteristiche uniche dei mitocondri sono una circolare genoma, completamente separato dal DNA lineare trovato nel nucleo e dalla capacità di dividersi indipendentemente dalla cellula circostante. Mentre i cromosomi nucleari sono ereditati allo stesso modo da entrambi i genitori, il DNA mitocondriale è ereditato solo dalla madre. Quando la cellula ha bisogno di più energia, può semplicemente segnalare ai suoi mitocondri di dividersi. In altre parole, ti aspetteresti di trovare più di questi organelli nei tessuti ad alta intensità energetica, come il cuore e altri muscoli, e meno in una cellula della pelle o in un neurone.

Metabolismo della produzione di energia e della biomolecola

I mitocondri ospitano diversi percorsi enzimatici - come i primi passi del ciclo dell'urea - ma il più importante è l'acido citrico o il ciclo di Krebs. Gli enzimi in questo percorso possono essere trovati nella matrice mitocondriale e lavorano in sequenza per convertire il piruvato dal citoplasma in molecole di anidride carbonica. Gli elettroni ad alta energia sono trasportati dalla catena del carbonio alla catena di trasporto degli elettroni, un gruppo di complessi proteici incorporati nella membrana interna. Questi complessi usano gli elettroni per forzare gli atomi di idrogeno nello spazio intermembranico; quando gli atomi si diffondono nuovamente nella matrice, l'energia cellulare viene prodotta sotto forma di adenosina trifosfato, o ATP.

Apoptosi

Lo spazio intermembranico ospita un composto importante chiamato citocromo c. Quando i componenti cellulari sono danneggiati o quando la cellula riceve determinati segnali ambientali, i mitocondri rilasciano il citocromo c nel citoplasma. Questo evento avvia un torrente di attività enzimatica che alla fine porta a uno smantellamento programmato e ordinato dell'intera cellula. Questo percorso è chiamato apoptosi e generalmente non è una cosa negativa per l'organismo. Fornisce all'organismo un modo conveniente per rimuovere cellule e tessuti che non sono più necessari o che stanno diventando troppo vecchi e devono essere riciclati.