Mitocondri: produttori di energia

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Le cellule sono i componenti di base degli organismi viventi. I due principali tipi di cellule sono cellule procariotiche ed eucariotiche . Le cellule eucariotiche sono legate alla membrana organelli che svolgono le funzioni cellulari essenziali. Mitocondri sono considerate le 'centrali elettriche' delle cellule eucariotiche. Cosa significa dire che i mitocondri sono i produttori di energia della cellula? Questi organelli generano energia convertendo l'energia in forme utilizzabili dal cellula . Situato nel citoplasma , i mitocondri sono i siti di respirazione cellulare . La respirazione cellulare è un processo che alla fine genera carburante per le attività della cellula dagli alimenti che mangiamo. I mitocondri producono l'energia necessaria per eseguire processi come divisione cellulare , crescita e morte cellulare .

I mitocondri hanno una caratteristica forma oblunga o ovale e sono delimitati da una doppia membrana. La membrana interna viene piegata creando strutture note come cresta . I mitocondri si trovano in entrambi cellule animali e vegetali . Si trovano in tutto tipi di cellule del corpo , tranne che per maturo globuli rossi . Il numero di mitocondri all'interno di una cellula varia a seconda del tipo e della funzione della cellula. Come accennato, i globuli rossi non contengono affatto mitocondri. L'assenza di mitocondri e altri organelli nei globuli rossi lascia spazio ai milioni di molecole di emoglobina necessarie per trasportare l'ossigeno in tutto il corpo. Le cellule muscolari, d'altra parte, possono contenere migliaia di mitocondri necessari per fornire l'energia necessaria per l'attività muscolare. Anche i mitocondri sono abbondanti cellule adipose e fegato cellule.

DNA mitocondriale

I mitocondri hanno i loro DNA , ribosomi e possono crearne di propri proteine . DNA mitocondriale (mtDNA) codifica per le proteine ​​coinvolte trasporto di elettroni e fosforilazione ossidativa, che si verificano nella respirazione cellulare. Nella fosforilazione ossidativa, l'energia sotto forma di ATP viene generata all'interno della matrice mitocondriale. Le proteine ​​sintetizzate dal mtDNA codificano anche per la produzione delle molecole di RNA trasferire l'RNA e RNA ribosomiale.

Il DNA mitocondriale differisce dal DNA che si trova nella cellula nucleo in quanto non possiede i meccanismi di riparazione del DNA che aiutano a prevenire mutazioni nel DNA nucleare. Di conseguenza, il mtDNA ha un tasso di mutazione molto più elevato rispetto al DNA nucleare. Anche l'esposizione all'ossigeno reattivo prodotto durante la fosforilazione ossidativa danneggia il mtDNA.

Anatomia e riproduzione dei mitocondri

Mariana Ruiz Villarreal

Membrane mitocondriali

I mitocondri sono delimitati da una doppia membrana. Ciascuna di queste membrane è a fosfolipide doppio strato con proteine ​​incorporate. Il membrana più esterna è liscio mentre il membrana interna ha molte pieghe. Queste pieghe sono chiamate cresta . Le pieghe migliorano la 'produttività' della respirazione cellulare aumentando la superficie disponibile. All'interno della membrana mitocondriale interna ci sono una serie di complessi proteici e molecole di trasporto di elettroni, che formano il catena di trasporto degli elettroni (ECCETERA) . L'ETC rappresenta il terzo stadio della respirazione cellulare aerobica e lo stadio in cui viene generata la stragrande maggioranza delle molecole di ATP. ATP è la principale fonte di energia dell'organismo ed è utilizzata dalle cellule per svolgere importanti funzioni, come la contrazione muscolare e la divisione cellulare.

Spazi mitocondriali

Le doppie membrane dividono il mitocondrio in due parti distinte: la spazio intermembrana e il matrice mitocondriale . Lo spazio intermembrana è lo spazio stretto tra la membrana esterna e la membrana interna, mentre la matrice mitocondriale è l'area completamente racchiusa dalla membrana più interna. Il matrice mitocondriale contiene DNA mitocondriale (mtDNA), ribosomi ed enzimi. Molti dei passaggi nella respirazione cellulare, incluso il Ciclo dell'acido citrico e la fosforilazione ossidativa si verificano nella matrice a causa della sua alta concentrazione di enzimi.

Riproduzione mitocondriale

I mitocondri sono semi-autonomi in quanto dipendono solo parzialmente dalla cellula per replicarsi e crescere. Hanno il loro DNA, ribosomi, producono le loro proteine ​​e hanno un certo controllo sulla loro riproduzione. Simili ai batteri, i mitocondri hanno un DNA circolare e si replicano mediante un processo riproduttivo chiamato fissione binaria. Prima della replicazione, i mitocondri si fondono in un processo chiamato fusione. La fusione è necessaria per mantenere la stabilità poiché, senza di essa, i mitocondri diventeranno più piccoli man mano che si dividono. Questi mitocondri più piccoli non sono in grado di produrre quantità sufficienti di energia necessaria per il corretto funzionamento cellulare.

Viaggio nella cella

Altri importanti organelli cellulari eucariotici includono:

• Nucleo: ospita il DNA e controlla la crescita e la riproduzione cellulare.
• Ribosomi - aiutano nella produzione di proteine.
• Reticolo endoplasmatico - sintetizza carboidrati e lipidi.
• Complesso del Golgi - produce, immagazzina ed esporta molecole cellulari.
• lisosomi - digerire le macromolecole cellulari.
• perossisomi - disintossica l'alcol, forma l'acido biliare e abbatte i grassi.
• Citoscheletro - rete di fibre che sostengono la cellula.
• Ciglia e Flagelli - appendici cellulari che aiutano nella locomozione cellulare.

Fonti

• Enciclopedia Britannica in linea, s. v. 'mitochondrio', consultato il 7 dicembre 2015, http://www.britannica.com/science/mitochondrion.
• Cooper GM. La cellula: un approccio molecolare. 2a edizione. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. Mitocondri. Disponibile da: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9896/.