I mitocondri, spesso definiti le “centrali elettriche” delle cellule eucariotiche, sono organelli essenziali che svolgono un ruolo vitale nella respirazione cellulare, nella produzione di energia e nel metabolismo. Sono strutture legate alla membrana presenti in tutti gli organismi eucariotici, come piante, animali, funghi e protisti.
Struttura dei mitocondri:
Membrana esterna:lo strato più esterno dei mitocondri, permeabile a piccole molecole, ioni e metaboliti.
Membrana interna:altamente ripiegata e impermeabile, contenente proteine coinvolte nella fosforilazione ossidativa.
Spazio intermembrana:l'area tra la membrana esterna e quella interna.
Matrice mitocondriale:il compartimento interno dei mitocondri, contenente enzimi, DNA, ribosomi e altre molecole necessarie per la respirazione cellulare.
Cristae:Numerose pieghe della membrana interna che ne aumentano la superficie, migliorando l'efficienza della produzione di energia.
Funzione dei mitocondri:
Respirazione cellulare:la funzione primaria dei mitocondri è quella di produrre adenosina trifosfato (ATP), la valuta energetica universale delle cellule, attraverso la respirazione cellulare.
Glicolisi:la prima fase della respirazione cellulare avviene nel citoplasma e scompone parzialmente il glucosio in due molecole di piruvato.
Ossidazione del piruvato:il piruvato dalla glicolisi entra nei mitocondri, dove subisce un'ulteriore scomposizione e conversione in acetil-CoA, rilasciando anidride carbonica.
Ciclo dell'acido citrico (ciclo di Krebs):l'acetil-CoA entra nel ciclo dell'acido citrico, una serie di nove reazioni enzimatiche che portano alla produzione di anidride carbonica, NADH e FADH2.
Catena di trasporto degli elettroni (ETC):NADH e FADH2 generati durante la glicolisi e il ciclo dell'acido citrico alimentano la catena di trasporto degli elettroni, una serie complessa di proteine di membrana che passano gli elettroni da una molecola all'altra.
Fosforilazione ossidativa:mentre gli elettroni si muovono attraverso l'ETC, la loro energia viene utilizzata per pompare ioni idrogeno (H+) dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrana. Questo crea un gradiente elettrochimico che guida la sintesi dell'ATP attraverso l'ATP sintasi, un enzima presente nella membrana mitocondriale interna.
Produzione di ATP:l'enzima ATP sintasi utilizza l'energia immagazzinata nel gradiente elettrochimico per sintetizzare l'ATP dall'ADP (adenosina difosfato).
In sintesi, la funzione dei mitocondri negli organismi eucarioti è quella di generare ATP attraverso la respirazione cellulare. Scomponendo le molecole organiche e utilizzando l'energia rilasciata, i mitocondri forniscono l'energia necessaria per vari processi cellulari, rendendoli organelli indispensabili per la sopravvivenza e il funzionamento delle cellule eucariotiche.
