Celler är de grundläggande komponenterna i levande organismer. De två huvudtyperna av celler är prokaryota och eukaryota celler. Eukaryota celler har membranbundet organeller som utför viktiga cellfunktioner. mitokondrier betraktas som "kraftverk" för eukaryota celler. Vad betyder det att säga att mitokondrier är cellens kraftproducenter? Dessa organeller genererar kraft genom att konvertera energi till former som kan användas av cell. Ligger i cytoplasman, mitokondrier är platserna för cellandningen. Cellulär andning är en process som slutligen genererar bränsle för cellens aktiviteter från de livsmedel vi äter. Mitokondrier producerar den energi som krävs för att utföra processer som celldelning, tillväxt och celldöd.
Mitokondrier har en distinkt avlång eller oval form och avgränsas av ett dubbelmembran. Det inre membranet är veckat och skapar strukturer kända som crista. Mitokondrier finns i båda djur- och växtceller. De finns i alla kroppscelltyper, utom för mogna röda blodceller. Antalet mitokondrier inom en cell varierar beroende på cellens typ och funktion. Som nämnts innehåller röda blodkroppar inte mitokondrier alls. Frånvaron av mitokondrier och andra organeller i röda blodkroppar lämnar utrymme för de miljoner hemoglobinmolekyler som behövs för att transportera syre genom kroppen. Muskelceller kan å andra sidan innehålla tusentals mitokondrier som behövs för att tillhandahålla den energi som krävs för muskelaktivitet. Mitokondrier finns också rikligt i
fettceller och lever celler.Mitokondrier har sina egna DNA, ribosomer och kan göra sina egna proteiner. Mitokondrialt DNA (mtDNA) kodar för proteiner som är involverade i elektrontransport och oxidativ fosforylering, som förekommer i cellulär andning. Vid oxidativ fosforylering genereras energi i form av ATP i den mitokondriella matrisen. Proteiner syntetiserade från mtDNA kodar också för produktion av RNA-molekylerna överföra RNA och ribosomalt RNA.
Mitokondrialt DNA skiljer sig från DNA som finns i cellen kärna genom att den inte har DNA-reparationsmekanismer som hjälper till att förebygga mutationer i kärn-DNA. Som ett resultat har mtDNA en mycket högre mutationsgrad än kärn-DNA. Exponering för reaktivt syre som produceras under oxidativ fosforylering skadar också mtDNA.
Mitokondrier begränsas av ett dubbelmembran. Var och en av dessa membran är en fosfolipid tvåskikt med inbäddade proteiner. De yttre membranet är smidig medan inre membran har många veck. Dessa veck kallas crista. Vikarna förbättrar "produktiviteten" av cellulär andning genom att öka det tillgängliga ytområdet. Inom det inre mitokondriella membranet finns en serie proteinkomplex och elektronbärarmolekyler, som bildar elektron transport kedja (ETC). ETC representerar det tredje steget i aerob cellulär andning och stadiet där den stora majoriteten av ATP-molekyler genereras. ATP är kroppens huvudsakliga energikälla och används av celler för att utföra viktiga funktioner, såsom muskelsammandragning och celldelning.
De dubbla membranen delar mitokondrionen i två distinkta delar: intermembranutrymme och den mitokondriell matris. Intermembranutrymmet är det smala utrymmet mellan det yttre membranet och det inre membranet, medan den mitokondriella matrisen är det område som är helt inneslutet av det innersta membranet. De mitokondriell matris innehåller mitokondriellt DNA (mtDNA), ribosomer och enzymer. Flera av stegen i cellulär andning, inklusive Citronsyracykel och oxidativ fosforylering sker i matrisen på grund av dess höga koncentration av enzymer.
Mitokondrier är semi-autonoma genom att de endast delvis är beroende av cellen för att replikera och växa. De har sitt eget DNA, ribosomer, gör sina egna proteiner och har viss kontroll över deras reproduktion. I likhet med bakterier har mitokondrier cirkulärt DNA och replikeras genom en reproduktionsprocess som kallas binär klyvning. Före replikering smälter mitokondrier samman i en process som kallas fusion. Fusion behövs för att upprätthålla stabilitet eftersom mitokondrier utan den blir mindre när de delar sig. Dessa mindre mitokondrier kan inte producera tillräckliga mängder energi som behövs för korrekt cellfunktion.