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人体は、細胞と呼ばれる数兆個の小さな生体で構成されています。各細胞は肉眼では見えませんが、それらはすべて、何百もの個々の機能を実行することができます-体が生き残り、成長するために必要なすべてのもの。他の役割の中でも、ミトコンドリアと呼ばれる小さな構造は、炭水化物に蓄積されたエネルギーを、細胞がこれらの多くの機能を達成するために使用できる形に変換するのに役立ちます。
一般的な構造
ミトコンドリアはオルガネラと呼ばれる細胞内の構造のグループのメンバーであり、リン脂質膜によって細胞の他の部分から分離されています。さらに、ミトコンドリアは唯一の二重膜オルガネラです。折り畳まれた内膜は、エネルギーの生産において重要な役割を果たします。 2つの膜の間の空間は膜間空間と呼ばれ、内側の膜の内側の領域はマトリックスと呼ばれます。
ミトコンドリア遺伝子と別の分裂
ミトコンドリアの他の2つのユニークな特徴は、核に見られる線状DNAから完全に分離した環状ゲノムと、周囲の細胞から独立して分裂する能力です。核染色体は両方の両親から平等に受け継がれますが、ミトコンドリアDNAは母親からのみ受け継がれます。細胞がより多くのエネルギーを必要とするとき、それは単に分裂するミトコンドリアに信号を送ることができます。言い換えると、これらのオルガネラは、心臓や他の筋肉などのエネルギー集約型の組織に多く見られ、皮膚細胞やニューロンにはあまり見られないと考えられます。
エネルギー生産と生体分子代謝
ミトコンドリアは、尿素サイクルの最初の数ステップなど、いくつかの酵素経路をホストしますが、最も重要なのはクエン酸またはクレブス回路です。この経路の酵素は、ミトコンドリアのマトリックスにあり、細胞質からピルビン酸を二酸化炭素分子に変換する働きをします。高エネルギー電子は、炭素鎖から内膜に埋め込まれたタンパク質複合体のグループである電子輸送鎖に移動します。これらの錯体は、電子を使用して水素原子を膜間空間に押し込みます。原子が拡散してマトリックスに戻ると、細胞エネルギーはアデノシン三リン酸、またはATPの形で生成されます。
アポトーシス
膜間スペースには、シトクロムcと呼ばれる重要な化合物があります。細胞成分が損傷したとき、または細胞が特定の環境信号を受信すると、ミトコンドリアはシトクロムcを細胞質に放出します。このイベントは、酵素活性の急流を開始し、最終的に細胞全体のプログラムされた秩序正しい解体をもたらします。この経路はアポトーシスと呼ばれ、一般的に生物にとって悪いことではありません。生物に、不要になった細胞や古くなった細胞や組織を除去する便利な方法を提供します。