Mitochondria – Turning on the Powerhouse

Mitochondria staan bekend als de krachtcentrales van de cel. Het zijn organellen die werken als een spijsverteringskanaal dat voedingsstoffen opneemt, afbreekt en energierijke moleculen voor de cel aanmaakt. De biochemische processen van de cel staan bekend als cellulaire ademhaling. Veel van de reacties die betrokken zijn bij de celademhaling vinden plaats in de mitochondriën. Mitochondriën zijn de werkende organellen die de cel vol energie houden.
Mitochondriën zijn kleine organellen die vrij door de cel zweven. Sommige cellen hebben enkele duizenden mitochondriën, terwijl andere er geen hebben. Spiercellen hebben veel energie nodig en daarom hebben ze veel mitochondriën. Neuronen (cellen die zenuwimpulsen doorgeven) hebben er niet zo veel nodig. Als een cel vindt dat hij niet genoeg energie krijgt om te overleven, kunnen er meer mitochondriën worden aangemaakt. Soms kan een mitochondrie groter worden of zich met andere mitochondriën verbinden. Het hangt allemaal af van de behoeften van de cel.
Mitochondriën zijn perfect gevormd om hun productiviteit te maximaliseren. Ze zijn gemaakt van twee membranen. Het buitenste membraan bedekt het organel en omsluit het als een huid. Het binnenste membraan vouwt zich vele malen om en creëert gelaagde structuren die cristae worden genoemd. De vloeistof in de mitochondriën wordt de matrix genoemd.
Het vouwen van het binnenste membraan vergroot het oppervlak binnen het organel. Omdat veel van de chemische reacties op het binnenste membraan plaatsvinden, creëert het vergrote oppervlak meer ruimte voor reacties om plaats te vinden. Als je meer ruimte hebt om te werken, kun je meer werk gedaan krijgen. Soortgelijke oppervlaktestrategieën worden gebruikt door microvilli in je darmen.
Wat zit er in de matrix? Het is helemaal niet zoals in de film. Mitochondriën zijn speciaal omdat ze hun eigen ribosomen en DNA in de matrix hebben zweven. Er zijn ook structuren, granules genaamd, die de concentraties van ionen kunnen regelen. Celbiologen onderzoeken nog steeds de activiteit van granules.

Zuurstof gebruiken om energie vrij te maken

Hoe vindt de celademhaling plaats in mitochondriën? De matrix is gevuld met water en eiwitten (enzymen). Deze eiwitten nemen organische moleculen, zoals pyruvaat en acetyl CoA, en verteren ze chemisch. Eiwitten in het binnenmembraan en enzymen die betrokken zijn bij de citroenzuurcyclus maken uiteindelijk water (H2O) en kooldioxidemoleculen (CO2) vrij uit de afbraak van zuurstof (O2) en glucose (C6H12O6). De mitochondriën zijn de enige plaatsen in de cel waar zuurstof wordt gereduceerd en uiteindelijk afgebroken tot water.
Mitochondriën zijn ook betrokken bij het regelen van de concentratie van calcium (Ca2+) ionen in de cel. Ze werken zeer nauw samen met het endoplasmatisch reticulum om de hoeveelheid calcium in het cytosol te beperken.