Митохондриите имаат сложена градба. На електронски микроскоп јасно се гледа дека од цитопла3мата се одвоени со двојна мембрана, на која структурно, а особено биохемиски, се разликуваат надворешна и внатрешна мембрана и внатрешна содржина, т.н. мартикс. Внатрешната мембрана се карактеризира по тоа што создава внатрешни набори (како нецелосни прегради) наречени кристи, што го прекинуваат континуитетот на внатрешниот простор (матриксот) и навлегуваат поплитко или подлабоко во истиот. На површината на кристите се забележуваат голем број топчести структури кои со една куса дршка се поврзани со внатрешната мембрана. Овие структури се наречени оксиозоми (или Ф-1 партикули, атпеозоми). Тие содржат ен3ими кои учествуваат во процесите на клеточно дишење. Во митохондриите се врши аеробното разградување на материите и се ослободува енергија што се преобразува пред се во ATP, како погоден облик што клетката може да го користи. Имајќи предвид дека митохондриите содржат свои нуклеински киселини (ДНК и РНК) и рибозоми и дека се способни сами да синтетизираат протеини, тие во извесна мерка претставуваат автономни (или семиавтономни) структури. Како такви, тие се способни и за саморепродукција и тоа со делба на диференцирани митохондрии
Структура на митохондриите
Митохондриите се органели со големината на бактерија (околу 1 x 2 микрометри). Тие се наоѓаат во голем број во скоро сите еукариотски клетки. Типично, клетка содржи околу 2000 митохондрии. Митохондриите се граничи со две мембрани - мазна надворешна и внатрешна мембрана со дипли-кристи кои на мембраната и даваат многу голема површина. Наборите на внатрешната мембрана се длабоко вклучени во матриксот на митохондриите. Просторот меѓу надворешната и внатрешната мембрана обично се нарекува интермембрански простор. Различни типови на клетки се разликуваат и во бројот и обликот на митохондриите, како и по бројот на кристи. Особено многу кристи имаат митохондриите во ткива со активни оксидативни процеси како што е срцевиот мускул. Варијации во митохондрионалниот облик можат да се јават и кај ист тип на ткива во зависност од нивните функции. Надворешната мембрана содржи пори кои ја прават мембраната пропустлива за супстанции со молекуларна маса од 10кDa. Внатрешната мембрана е непропустлива за молекулите на повеќето супстанции со исклучок на молекулите на O2, CO2, H2O. Внатрешната мембрана на митохондриите се карактеризира со необично висока содржина на белковини (75%). Тие вклучуваат транспортни протеини, ензими, АТР синтетази и др. Исто така мембраната содржи и фосфолипид кардиолипин. А матриксот е збогатен со протеини, ензими и др.
Mитохондриска DNK
Митохондриска DNK е DNK која не се наоѓа во јадрото туку ја има во митохондриите. За разлика од поголемиот дел од органелите чии функции зависат од јадрената DNK митохондриите имаат сопствена DNK која е основа за синтеза на бројни ензими кои ги има во митохондриите и се потребни за создавање на енергија. Се смета дека тие потекнуваат од аеробични прокариоти кои се прилагодиле на живот во симбиоза со еукариотските клетки. Митохондриската DNK се разликува од јадрената по тоа што има кружна структура и 16569 базни парови за 3 7гени. Митохондриската DNK детето ја наследува од мајката и има иста митохондриска DNK како неговата баба, прабаба. Болестите поврзани со мт DNK се пренесуваат само од мајката на децата.
Функција на митохондриите
Главна функција на митохондриите и добивање на АТР во процесите кој што се одвиваат во митохондриите. Извор на енергија за добивање на ATP се јаглеродните врски во внесената храна. Процес на лимунска киселина или кребсов циклус и процес на оксидативна фосфорилација.
Оксидативна фосфорилација е квантитативно најзначајниот механизам , со кој се добива енергија кога енергетските молекули ке се претворат во АТР. Основен принцип на овој механизам е претварање на енергијата во АТР од енергија која се ослободува кога водородните јони се комбинираат со молекуларен кислород, формирајќи вода. Водородот доаѓа од NADP+H+ и FADH2, добиени главно во кребсовиот циклус.
Протеините кои ја олеснуваат оксидатицната фосфорилација се вградени во кристите на внатрешната мембрана на митохондриите. Тие можат да се поделат во две групи: 1.протеини кои олеснуваат серија на реакции, во кои водородните јони се пренесуваат на молекуларен кислород, 2.протеини кои ја спојуваат енергијата ослободена од таа реакција со синтезата на АТР, односно кои ја вградуваат таа енергија во АТР. Повеќето од протеините во првата група содржат железни и бакарни кофактори и се познати како цитохроми. Цитохромите во компонентите на електронска транспортна верига, овозможуваат два електрони од водородните атоми најпрвин пренесени или од NADH или од FADH2 да се пренесат на еден од елементите во тој синџир, потоа последователно се пренесуваат на други компоненти во ланецот, додека електроните на крај не се пренесат на молекуларниот кислород, кој потоа се комбинира со водородни јони да формира вода. Потоа водородните јони кои се само протони се испумпуваат во просторот меѓу внатрешната и надворешната мембрана на митохондриите. Електронскиот транспортен систем е групиран во 3 комплекси кои служат како протеински пумпи. Прва пумпа(NADH коензим О редуктаза системот), втора пумпа(цитохром ц редуктаза системот) и трета пумпа(цитохром ц оксидаза системот). pH и електричен градиент се формира низ внатрешните мембрани на митохондриите. И со движење на Н+ низ протеински канали и со ензимот АТР-аза се создава АТП.
