Az eukarióta sejtekben a mitokondriumok olyan organellumok, amelyek fő feladata az az organizmusok metabolikus funkcióihoz szükséges sejtenergia szintézise.
A mitokondriumokban, konkrétan a mitokondriális mátrixban, a sejtlégzés 4 lépésének többsége megtörténik. Ez fontos, mivel ATP-t vagy sejtenergiát fog termelni az anyagcsere-tevékenységek elvégzéséhez.
Az organizmusokban a mitokondriumok funkciói összefoglalhatók: energiatermelés, hőmérséklet-szabályozó, sejtciklus-szabályozás (apoptózis), kalciumtárolás és nemi hormonok szabályozása.
Energiatermelés
Az energiatermelés a mitokondrium legfontosabb funkciója. Az adenozin-trifoszfát (ATP) formájában lévő energia a sejtek légzéséből származik, amelynek 4 lépéses folyamata nagyrészt a mitokondriumokban megy végbe.
Sejtlégzés
A sejtes légzés során a sejtek megszerzik az anyagcsere-funkcióik ellátásához szükséges atomenergiát. A sejtes légzés 4 lépésből áll:
- Glikolízis: ez a lépés a sejt citoszoljában történik, de elengedhetetlen, mivel glükózt és 2 piruvátot generál a következő szakaszokban.
- Piruvát oxidáció: ez a folyamat a mitokondriális mátrixban megy végbe, és a piruvátot acetil-CoA-vá alakítja át, amely elem a következő folyamatot indítja el.
- Krebs ciklus: salétromsav-ciklusnak is nevezik, ennek a folyamatnak köszönhetően a sejtelmélésből származó 38 elméleti ATP-ből 24 szintetizálódik. A Krebs-ciklus ugyanúgy fordul elő a mitokondriális mátrixban.
- Oxidatív foszforiláció: ebben a lépésben a NADH és a FADH2 az előző fázisokból nyert elektronok az ATP-vé alakulnak át az elektronok mozgásának köszönhetően a mitokondrium belső membránjába ágyazott fehérjeszámon keresztül.
Termosztát
A mitokondriumok olyan hőt generálnak, amely fenntartja és szabályozza az élő szervezetek, különösen az emlősök hőmérsékletét.
Sejtciklus-szabályozás
Az apoptózis néven ismert mitokondriumoknak van ereje programozni vagy elindítani a sejthalál folyamatát. Ily módon ellenőrzi a sejt növekedését, fejlődését és életciklusának végét, más néven a sejtciklust.
Kalcium tárolása
A mitokondrium a kalciumionok tárolásával és mennyiségének szabályozásával szabályozza a sejt biokémiáját. Ez a funkció fontos, mivel elősegíti az izmok összehúzódását, a neurotranszmitterek felszabadulását és a csontok egészségének fenntartását.
A nemi hormonok szabályozása
A mitokondrium szabályozza az ösztrogén és a tesztoszteron termelését. A mitokondriumok, saját DNS-sel (mitokondriális DNS), képesek szaporodni, ha a sejtnek több energiára van szüksége, és viszont reprodukálni fogja a sejtosztódásuk során említett nemi hormonok információinak másolatát.
