1. Mitochondrie produkujú ATP bunkovým dýchaním, čo je súbor metabolických reakcií, ktoré v prítomnosti kyslíka rozkladajú glukózu a iné organické molekuly. Glukóza sa rozkladá glykolýzou a cyklom kyseliny citrónovej (cyklus Krebs), aby sa vytvorili vysokoenergetické elektróny. Tieto elektróny prechádzajú pozdĺž elektrónového transportného reťazca vo vnútornej mitochondriálnej membráne, čo vedie k čerpaniu vodíkových iónov cez membránu. Výsledný protónový gradient poháňa syntézu ATP procesom nazývaným oxidačná fosforylácia.
2. Elektrónový transportný reťazec je séria proteínových komplexov zabudovaných vo vnútornej mitochondriálnej membráne. Funguje ako dráha prenosu elektrónov, prechádza elektrónmi z vysokoenergetických darcovských molekúl (ako je NADH a FADH2) na molekuly s nízkym energetickým akceptorom (ako je kyslík). Keď elektróny preteká reťazcom, ich energia sa používa na čerpanie vodíkových iónov cez membránu, čím sa vytvára protónový gradient. Tok protónov späť do matrice cez ATP syntázu poháňa syntézu ATP z ADP.
3. Cyklus kyseliny citrónovej: Cyklus kyseliny citrónovej, tiež známy ako Krebsový cyklus, je séria chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú v mitochondriálnej matrici. Hrá ústrednú úlohu pri bunkovom dýchaní dokončením rozpadu glukózy a iných organických molekúl na generovanie oxidu uhličitého, NADH a FADH2. Tieto vysokoenergetické elektróny sa potom používajú v transportnom reťazci elektrónov na výrobu ATP.
4. Homeostáza vápnika: Mitochondrie hrajú úlohu pri regulácii hladín vápnika v bunke. Môžu prijať a ukladať vápnik z cytosolu, čo pomáha udržiavať správne koncentrácie vápnika potrebné pre rôzne bunkové procesy vrátane svalovej kontrakcie, prenosu nervov a regulácie enzýmov.
5. apoptóza (naprogramovaná bunková smrť): Mitochondrie sa podieľajú na začatí a vykonávaní apoptózy, formy programovanej bunkovej smrti. V reakcii na určité signály mitochondrie uvoľňujú proteíny do cytosolu, ako je cytochróm c. Cytochróm spúšťa aktiváciu kaspáz, rodiny enzýmov, ktoré vedú k kaskáde udalostí, ktoré nakoniec spôsobujú bunkovú smrť.
6. Mitochondrie sú hlavným zdrojom reaktívnych druhov kyslíka (ROS) ako vedľajší produkt oxidačnej fosforylácie. Zatiaľ čo ROS sú nevyhnutné pre bunkovú signalizáciu a reguláciu, nadmerná produkcia môže spôsobiť oxidačný stres a prispieť k starnutiu, poškodeniu tkanív a rôznym chorobám.
7. V niektorých tkanivách, ako je napríklad hnedé tukové tkanivo, hrajú mitochondrie úlohu v termogenéze, proces generovania tepla. To sa dosahuje odpojením elektrónového transportného reťazca zo syntézy ATP, čo vedie k uvoľňovaniu energie ako tepla namiesto ATP.
Mitochondrie sú navyše zapojené do niekoľkých ďalších bunkových funkcií vrátane syntézy určitých lipidov, aminokyselín a hemu (zložka hemoglobínu). Zúčastňujú sa tiež na bunkových signálnych dráhach, raste buniek a regulácii bunkového metabolizmu. Celkovo sú mitochondrie nevyhnutné organely, ktoré organizujú rôzne rozhodujúce funkcie na udržanie bunkovej homeostázy a výroby energie.