Τα κύτταρα είναι τα βασικά συστατικά των ζωντανών οργανισμών. Οι δύο κύριοι τύποι κυττάρων είναι προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν δεσμευμένη μεμβράνη οργανίδια που εκτελούν βασικές λειτουργίες κυττάρων. Μιτοχόνδρια θεωρούνται οι "δυνάμεις" των ευκαρυωτικών κυττάρων. Τι σημαίνει να πεις ότι τα μιτοχόνδρια είναι οι παραγωγοί ενέργειας της κυψέλης; Αυτά τα οργανίδια παράγουν ενέργεια μετατρέποντας την ενέργεια σε μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το κύτταρο. Βρίσκεται στο κυτόπλασμα, τα μιτοχόνδρια είναι οι τόποι των κυτταρική αναπνοή. Η κυτταρική αναπνοή είναι μια διαδικασία που τελικά παράγει καύσιμο για τις δραστηριότητες του κυττάρου από τα τρόφιμα που τρώμε. Τα μιτοχόνδρια παράγουν την ενέργεια που απαιτείται για την εκτέλεση διαδικασιών όπως κυτταρική διαίρεση, ανάπτυξη, και κυτταρικό θάνατο.
Τα μιτοχόνδρια έχουν ένα χαρακτηριστικό επιμήκη ή ωοειδές σχήμα και οριοθετούνται από μια διπλή μεμβράνη. Η εσωτερική μεμβράνη διπλώνεται δημιουργώντας δομές γνωστές ως
cristae. Τα μιτοχόνδρια βρίσκονται και στα δύο ζωικά και φυτικά κύτταρα. Βρίσκονται σε όλους τύπους κυττάρων σώματος, εκτός από την ώριμη ερυθρά αιμοσφαίρια. Ο αριθμός των μιτοχονδρίων μέσα σε ένα κύτταρο ποικίλει ανάλογα με τον τύπο και τη λειτουργία του κυττάρου. Όπως αναφέρθηκε, τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεν περιέχουν καθόλου μιτοχόνδρια. Η απουσία μιτοχονδρίων και άλλων οργανιδίων στα ερυθρά αιμοσφαίρια αφήνει περιθώρια για τα εκατομμύρια αιμοσφαιρίνης που χρειάζονται για τη μεταφορά του οξυγόνου σε όλο το σώμα. Τα μυϊκά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, μπορεί να περιέχουν χιλιάδες μιτοχόνδρια που απαιτούνται για την παροχή της ενέργειας που απαιτείται για τη μυϊκή δραστηριότητα. Τα μιτοχόνδρια είναι επίσης άφθονα λιπαρά κύτταρα και συκώτι κυττάρων.Τα μιτοχόνδρια έχουν τη δική τους DNA, ριβοσωμάτων και μπορούν να κάνουν τη δική τους πρωτεΐνες. Μιτοχονδριακό ϋΝΑ (mtDNA) κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται μεταφορά ηλεκτρονίων και οξειδωτική φωσφορυλίωση, οι οποίες εμφανίζονται στην κυτταρική αναπνοή. Στην οξειδωτική φωσφορυλίωση, η ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ παράγεται μέσα στο μιτοχονδριακό πλέγμα. Οι πρωτεΐνες που συντίθενται από το mtDNA κωδικοποιούν επίσης την παραγωγή των μορίων RNA μεταφορά RNA και ριβοσωμικό RNA.
Το μιτοχονδριακό DNA διαφέρει από το DNA που βρίσκεται στο κύτταρο πυρήνας δεδομένου ότι δεν διαθέτει τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA που βοηθούν στην πρόληψη μεταλλάξεις στο πυρηνικό DNA. Ως αποτέλεσμα, το mtDNA έχει πολύ υψηλότερο ρυθμό μετάλλαξης από το πυρηνικό DNA. Η έκθεση στο αντιδραστικό οξυγόνο που παράγεται κατά τη διάρκεια της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης καταστρέφει επίσης το mtDNA.
Τα μιτοχόνδρια οριοθετούνται από μια διπλή μεμβράνη. Κάθε μία από αυτές τις μεμβράνες είναι α φωσφολιπίδιο διπλής στιβάδας με ενσωματωμένες πρωτεΐνες. ο εξωτερική μεμβράνη είναι ομαλή, ενώ το εσωτερική μεμβράνη έχει πολλές πτυχές. Αυτές οι πτυχές καλούνται cristae. Οι πτυχές ενισχύουν την "παραγωγικότητα" της κυτταρικής αναπνοής αυξάνοντας την διαθέσιμη επιφάνεια. Μέσα στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη υπάρχουν μια σειρά πρωτεϊνικών συμπλοκών και μορίων φορέων ηλεκτρονίων, τα οποία αποτελούν το αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ). Το ETC αντιπροσωπεύει το τρίτο στάδιο αερόβιας κυτταρικής αναπνοής και το στάδιο όπου παράγεται η μεγάλη πλειοψηφία των μορίων ΑΤΡ. ATP είναι η κύρια πηγή ενέργειας του σώματος και χρησιμοποιείται από τα κύτταρα για την εκτέλεση σημαντικών λειτουργιών, όπως συστολή των μυών και κυτταρική διαίρεση.
Οι διπλές μεμβράνες διαιρούν το μιτοχόνδριο σε δύο ξεχωριστά μέρη: το διαμεμβρανικού χώρου και το μιτοχονδριακό πλέγμα. Ο διαμεμβρανικός χώρος είναι ο στενός χώρος μεταξύ της εξωτερικής μεμβράνης και της εσωτερικής μεμβράνης, ενώ η μιτοχονδριακή μήτρα είναι η περιοχή που είναι εντελώς κλεισμένη από την εσωτερική μεμβράνη. ο μιτοχονδριακό πλέγμα περιέχει μιτοχονδριακό ϋΝΑ (mtDNA), ριβοσώματα και ένζυμα. Αρκετά από τα βήματα στην κυτταρική αναπνοή, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής αναπνοής Κύκλος του κιτρικού οξέος και η οξειδωτική φωσφορυλίωση εμφανίζεται στη μήτρα λόγω της υψηλής συγκέντρωσης των ενζύμων.
Τα μιτοχόνδρια είναι ημιαυτόνομα, επειδή εξαρτώνται μόνο εν μέρει από το κύτταρο να αναπαράγεται και να αναπτύσσεται. Έχουν το δικό τους DNA, ριβοσώματα, κάνουν τις δικές τους πρωτεΐνες και έχουν κάποιο έλεγχο στην αναπαραγωγή τους. Παρόμοια με τα βακτήρια, τα μιτοχόνδρια έχουν κυκλικό DNA και αναπαράγονται με μια αναπαραγωγική διαδικασία που ονομάζεται δυαδική σχάση. Πριν από την αντιγραφή, τα μιτοχόνδρια συγχωνεύονται σε μια διαδικασία που ονομάζεται σύντηξη. Η σύντηξη είναι απαραίτητη για να διατηρηθεί η σταθερότητα καθώς, χωρίς αυτήν, τα μιτοχόνδρια θα γίνουν μικρότερα καθώς χωρίζουν. Αυτά τα μικρότερα μιτοχόνδρια δεν είναι ικανά να παράγουν επαρκείς ποσότητες ενέργειας που απαιτούνται για τη σωστή λειτουργία των κυττάρων.