1. Bunkové dýchanie:
- Mitochondrie sú zodpovedné za väčšinu výroby energie v bunke. Vykonávajú bunkové dýchanie, ktoré zahŕňa extrahovanie energie z organických molekúl (ako je glukóza) a jeho premena na adenozíntrifosfát (ATP). ATP je primárnou energetickou menou bunky.
- Počas bunkového respirácie mitochondrie používajú kyslík na rozdelenie glukózy v sérii reakcií vrátane glykolýzy, cyklu kyseliny citrónovej (Krebs cyklus) a oxidačnej fosforylácie. Tieto procesy generujú ATP, oxid uhličitý a vodu.
2. Regulácia bunkového metabolizmu:
- Mitochondrie hrajú dôležitú úlohu pri regulácii bunkového metabolizmu. Integrujú rôzne metabolické dráhy a signály v bunke, aby sa zabezpečila energetická homeostáza a efektívne využívanie zdrojov.
- kontrolujú rovnováhu medzi produkciou ATP, oxidáciou mastných kyselín a inými metabolickými procesmi založenými na požiadavkách na bunkovú energiu a environmentálnymi narážkami.
3. Výroba tepla:
- Ako vedľajší produkt bunkového dýchania vytvárajú mitochondrie teplo. Toto teplo je rozhodujúce pri udržiavaní optimálnej teploty bunky pre enzymatickú aktivitu a bunkové procesy.
4. Vápniková homeostáza:
- Mitochondrie sa aktívne podieľajú na udržiavaní homeostázy vápnika v bunke. Regulujú absorpciu, skladovanie a uvoľňovanie vápnikových iónov.
- Vápnik je životne dôležitý druhý posol zapojený do mnohých bunkových procesov a mitochondriálna kontrola hladín vápnika zaisťuje správnu bunkovú signalizáciu.
5. Výroba a signalizácia reaktívnych kyslíkových druhov (ROS):
- Mitochondrie sú primárnym zdrojom reaktívnych druhov kyslíka (ROS) ako vedľajší produkt oxidačnej fosforylácie.
- Nízke hladiny ROS pôsobia ako signalizačné molekuly zapojené do regulácie rastu buniek, proliferácie a apoptózy (naprogramovaná bunková smrť).
- Avšak nadmerná produkcia ROS môže vyvolať oxidačný stres, čo vedie k poškodeniu bunkových zložiek a prispievaniu k starnutiu a rôznym chorobám. Mitochondrie zohrávajú úlohu pri vyrovnávaní produkcie ROS a antioxidačnej obrany v bunke.
6. Apoptóza (naprogramovaná bunková smrť):
- Mitochondrie sú kľúčovými hráčmi pri začatí vnútornej dráhy apoptózy, formy programovanej bunkovej smrti.
- V reakcii na určité vnútorné signály alebo bunkový stres, mitochondrie uvoľňujú proapoptotické faktory, ako je cytochróm C, do cytoplazmy, ktoré vyvolávajú kaskádu udalostí, ktoré nakoniec vedú k smrti buniek.
7. Lipidový metabolizmus:
- Mitochondrie sa podieľajú na metabolizme lipidov vrátane syntézy a oxidácie mastných kyselín.
- Hrajú úlohu pri skladovaní a využívaní mastných kyselín ako zdroja energie počas období s vysokým dopytom energie.
8. Zostava klastra železa:
- Mitochondrie sú nevyhnutné pre zostavenie zhlukov železo-síry, ktoré sú kofaktormi potrebnými pre funkciu rôznych proteínov zapojených do bunkových procesov, ako je metabolizmus energie, oprava DNA a regulácia génov.
Celkovo sú mitochondrie dynamické organely, ktoré vykonávajú početné rozhodujúce funkcie nevyhnutné pre prežitie bunkových a homeostázy. Ich primárna úloha v bunkovom dýchaní a produkcii energie, spolu s ich zapojením do rôznych metabolických dráh a regulačných procesov, zdôrazňuje ich ústredný význam pri udržiavaní bunkových funkcií a celkového zdravia organizmu.