الخلايا هي المكونات الأساسية للكائنات الحية. النوعان الرئيسيان من الخلايا هما خلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة. خلايا حقيقية النواة لها غشاء مرتبط عضيات التي تؤدي وظائف الخلية الأساسية. الميتوكوندريا تعتبر "قوى" للخلايا حقيقية النواة. ماذا يعني أن نقول أن الميتوكوندريا هي منتجي الطاقة في الخلية؟ هذه العضيات تولد الطاقة عن طريق تحويل الطاقة إلى أشكال قابلة للاستخدام من قبل زنزانة. وتقع في السيتوبلازم، الميتوكوندريا هي مواقع التنفس الخلوي. التنفس الخلوي هو عملية تولد في النهاية الوقود لأنشطة الخلية من الأطعمة التي نتناولها. الميتوكوندريا تنتج الطاقة اللازمة لأداء عمليات مثل انقسام الخلية، النمو ، و موت الخلية.
الميتوكوندريا لها شكل مستطيل أو بيضاوي مميز وتحدها غشاء مزدوج. الغشاء الداخلي مطوي خلق هياكل معروفة باسم cristae. تم العثور على الميتوكوندريا في كليهما الخلايا الحيوانية والنباتية. تم العثور عليها في كل شيء أنواع خلايا الجسم، باستثناء ناضجة خلايا الدم الحمراء. يختلف عدد الميتوكوندريا داخل الخلية حسب نوع الخلية ووظيفتها. كما ذكرنا ، لا تحتوي خلايا الدم الحمراء على الميتوكوندريا على الإطلاق. إن غياب الميتوكوندريا والعضيات الأخرى في خلايا الدم الحمراء يترك مجالًا لملايين جزيئات الهيموغلوبين اللازمة لنقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم. من ناحية أخرى ، قد تحتوي خلايا العضلات على آلاف الميتوكوندريا اللازمة لتوفير الطاقة اللازمة لنشاط العضلات. الميتوكوندريا هي أيضا وفيرة في
الخلايا الدهنية و كبد الخلايا.الميتوكوندريا لها الحمض النووي, الريبوسومات ويمكن أن تجعل الخاصة بهم البروتينات. الحمض النووي للميتوكوندريا يشفر للبروتينات التي تشارك في نقل الإلكترون والفسفرة التأكسدية التي تحدث في التنفس الخلوي. في الفسفرة التأكسدية ، يتم توليد الطاقة في شكل ATP داخل مصفوفة الميتوكوندريا. البروتينات المصنعة من mtDNA ترميز أيضا لإنتاج جزيئات الحمض النووي الريبي نقل الحمض النووي الريبي والريبوسوم الحمض النووي الريبي.
يختلف الحمض النووي للميتوكوندريا عن الحمض النووي الموجود في الخلية نواة لأنه لا يمتلك آليات إصلاح الحمض النووي التي تساعد على منع الطفرات في الحمض النووي. نتيجة لذلك ، فإن mtDNA لديه معدل طفرة أعلى بكثير من الحمض النووي. التعرض للأكسجين التفاعلي الناتج خلال الفسفرة المؤكسدة يضر أيضًا بـ mtDNA.
يحد الميتوكوندريا بواسطة غشاء مزدوج. كل من هذه الأغشية هو فسفوليبيد طبقة ثنائية مع البروتينات المضمنة. ال الغشاء الأبعد على نحو سلس في حين أن الغشاء الداخلي لديه العديد من الطيات. وتسمى هذه الطيات cristae. تعزز الطيات "إنتاجية" التنفس الخلوي عن طريق زيادة المساحة المتاحة. داخل الغشاء الميتوكوندري الداخلي توجد سلسلة من مجمعات البروتين وجزيئات حامل الإلكترون ، والتي تشكل سلسلة نقل الإلكترون (إلخ). يمثل ETC المرحلة الثالثة من التنفس الخلوي الهوائي والمرحلة التي يتم فيها إنشاء الغالبية العظمى من جزيئات ATP. ATP هو المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم وتستخدمه الخلايا لأداء وظائف مهمة ، مثل تقلص العضلات وانقسام الخلايا.
الأغشية المزدوجة تقسم الميتوكوندريون إلى جزأين متميزين: مساحة الغشاء و ال مصفوفة الميتوكوندريا. الفضاء بين الغشاء هو المساحة الضيقة بين الغشاء الخارجي والغشاء الداخلي ، في حين أن مصفوفة الميتوكوندريا هي المنطقة المغلقة تمامًا بواسطة الغشاء الداخلي. ال مصفوفة الميتوكوندريا يحتوي على الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) ، والريبوسومات ، والإنزيمات. العديد من الخطوات في التنفس الخلوي ، بما في ذلك دورة حمض الستريك وتحدث الفسفرة المؤكسدة في المصفوفة بسبب تركيزها العالي من الإنزيمات.
الميتوكوندريا هي شبه مستقلة من حيث أنها تعتمد جزئيا فقط على الخلية لتكاثرها وتنمو. لديهم الحمض النووي الخاص بهم ، الريبوسومات ، يصنعون بروتيناتهم الخاصة ، ولديهم بعض التحكم في تكاثرهم. على غرار البكتيريا ، تحتوي الميتوكوندريا على دنا دائري وتتكرر بعملية تكاثر تسمى الانشطار الثنائي. قبل النسخ المتماثل ، تندمج الميتوكوندريا معًا في عملية تسمى الانصهار. هناك حاجة إلى الانصهار من أجل الحفاظ على الاستقرار ، وبدونه ، ستصبح الميتوكوندريا أصغر عندما تنقسم. هذه الميتوكوندريا الأصغر ليست قادرة على إنتاج كميات كافية من الطاقة اللازمة لوظيفة الخلية المناسبة.