Mitokondrid

Mitokondrid on paljude eukarüootsete rakkude organellid, mis tegelevad peamiselt energia tootmisega. Need on kahekordsest membraanist moodustatud struktuurid: välismembraan on suhteliselt läbilaskev ning sisemembraan on volditud kristadeks, mis suurendavad pindala ja võimaldavad efektiivset oksüdatiivset fosforüülimist. Kahe membraani vahel paikneb intermembranaarruum, sisemembraan eraldab maatriksi. Maatriksis toimuvad mitmesugused metaboolsed reaktsioonid, sealhulgas krebs’i tsükkel.

Mitokondritel on oma genoom ja ribosoomid: mtDNA on ringikujuline DNA, mis kodeerib osa elektrontransporti valkudest ning teisi vajalikke valke. Inimestel on mtDNA umbes 16,5 kilobaasi (kb) ning genoom kodeerib umbes 37 geeni. Pärilikkus on peamiselt emalaadne: mitokondrite pärandumine tuleb tavaliselt emalt, isapoolseid mtDNA mutatsioone esineb harva; rakus võib esineda heteroplasmiat — sama raku erinevatest mitokondritest pärinevaid genoomide koopiates nii erinevaid mutatsioonijälgi.

Mitokondrid on pärit Endosümbioooria teooria kohaselt bakteriaalsetest eelkäijatest; tänapäeval on neil kahekordsed membraanid, oma ribosoomid ja DNA, mis annavad tunnuseid, mis viitavad nende varasemale iseseisvale elule.

Funktsioonide poolest on mitokondrid peamiselt ATP sünteesijad: elektrontransportketi kaudu tekkinud protonide gradient toob ADP-st ATP-d. Lisaks osalevad nad kaltsiumi säilitamisel, raku signaalidel ning apoptoosi (programmeeritud rakusurm) regulatsioonis. Mõnedes organismides kaasaegne soojusproduksioon käib mööda termogeneesi vahendajat UCP-1. Haiguste kontekstis võivad mtDNA või tuumagenoomi mutatsioonid põhjustada mitokondrihaigusi, näiteks LHON või MELAS, ning mõjutada vananemisprotsesse.