Budowa mitochondriów
Mitochondria to organella o kształcie zwykle owalnym, mogą też być kuliste lub nieregularne. Ich wnętrze wypełnia macierz mitochondrialna (matriks). Otoczka mitochondriów jest dwuwarstwowa. Zewnętrzna błona jest gładka i łatwo przepuszcza wiele substancji na zasadzie transportu biernego. Błona wewnętrzna stanowi barierę, przepuszczającą jedynie wybrane związki. Pomiędzy błoną zewnętrzną a wewnętrzną znajduje się przestrzeń międzybłonowa. Błona wewnętrzna tworzy uwypuklenia, tworzące w matriks mitochondrialnej tzw. grzebienie. Na tych grzebieniach znajdują się buławkowate wypukłości.
Funkcja mitochondriów
Mitochondria to organella silnie wyspecjalizowane. Stanowią miejsca produkcji energii dla komórki i są przystosowaniem do przemian oddechowych z udziałem tlenu. Energia wytwarzana w mitochondriach magazynowana jest w postaci wysokoenergetycznych wiązań w związku zwanym ATP. Podstawą procesów zachodzących w mitochondrium jest pirogronian, powstający w wyniku beztlenowego rozkładu glikolizy w cytoplazmie komórki i dostający się do matriks mitochondrialnej. Tutaj ulega przekształceniu do acetylokoenzymu A przy udziale obecnych w matriks enzymów. Następnie acetylokoenzym A ulega utlenianiu w cyklu przemian zwanym cyklem Krebsa, w wyniku czego wydziela się dwutlenek węgla oraz powstaje zredukowana forma dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego - NADH. Na grzebieniach mitochondrialnych następuje szereg reakcji utleniających NADH, co wiąże się z oddawaniem elektronów i protonów. Cząstki te są przenoszone na cząsteczkowy tlen, w wyniku czego powstaje cząsteczka wody. Przenoszenie elektronów i protonów z NADH na tlen nosi nazwę łańcucha oddechowego. Biorą w nim udział specyficzne enzymy, zlokalizowane na błonach mitochondrium. Reakcje łańcucha oddechowego napędzają pracę syntaz ATP. Są to enzymy znajdujące się w buławkowatych wypukłościach błony wewnętrznej. Funkcją syntaz ATP jest produkcja wysokoenergetycznych wiązań w ATP.
Pochodzenie mitochondriów - teoria endosymbiozy
Mitochondria występują jedynie w komórkach eukariotycznych. Budową jednak bardzo przypominają organizmy prokariotyczne - posiadają własny materiał genetyczny w postaci podwójnej nici DNA, koliście zwiniętej w matriks, zawierają również rybosomy typu 70S. Oprócz DNA w matriks występują też enzymy potrzebne do jego replikacji oraz syntezy białek. Dzięki temu mitochondria są organellami półautonomicznymi - posiadają wprawdzie cały aparat niezbędny do produkcji własnych białek, ale większość z nich powstaje w cytoplazmie komórki na matrycy genów jądrowych. Podobieństwa do budowy prokariotycznej przyczyniły się do powstania teorii o pochodzeniu tych organelli. Uważa się mianowicie, że jakiś czas temu pewne prokariotyczne komórki, oddychające tlenowo, wniknęły do komórek eukariotycznych i żyły w nich na zasadzie symbiozy. W toku ewolucji związek ten uległ tak silnej specjalizacji, że endosymbiont przekształcił się w półautonomiczne organellum, będące integralnym składnikiem komórki eukariotycznej. Zgodnie z ta teorią wewnętrzna błona mitochondrium byłaby pierwotną błoną endosymbionta, a błona zewnętrzna - błoną eukarionta, porwaną podczas wnikania symbionta do komórki.
