Miticondri, Biologia cellulare ed elementi di genetica

I mitocondri e i cloroplasti

Così come nel nucleo, anche nei mitocondri e nei cloroplasti sono presenti cromosomi, quindi un DNA, quindi un genoma. Infatti si parla di genoma mitocondriale, genoma del cloroplasto e genoma nucleare. La differenza è che il genoma dei mitocondri e dei cloroplasti è più piccolo rispetto a quello nucleare. I genomi mitocondriali e dei cloroplasti assomigliano a quelli batterici. Nella maggior parte dei casi sono a doppio filamento e circolari. Proprio come i batteri, i mitocondri e i cloroplasti aumentano di numero mediante la scissione binaria, cioè dividendosi in due.

Teoria dell'endosimbiosi

L'endosimbiosi descrive una relazione simbiotica nella quale la specie più piccola (simbionte) si trova di fatto all'interno della specie più grande. Secondo questa teoria, i mitocondri e i cloroplasti si sono evoluti da batteri che si erano stabiliti all'interno delle prime cellule eucariotiche (è solo un'ipotesi).

La maggior parte delle proteine è distribuita a mitocondri, cloroplasti e perossisomi dopo la traduzione.

Funzioni del mitocondrio

Il mitocondrio è in grado di svolgere molteplici funzioni. La più importante tra esse consiste nell'estrarre energia dai substrati organici che gli arrivano per produrre un gradiente ionico che viene sfruttato per produrre adenosintrifosfato (ATP). Gli altri processi in cui il mitocondrio interviene sono:

• L'apoptosi e la morte neuronale da tossicità da glutammato
• Regolazione del ciclo cellulare
• Regolazione dello stato redox della cellula
• Sintesi dell'eme
• Sintesi del colesterolo
• Produzione di calore

Struttura del mitocondrio

Il mitocondrio, isolato dalla struttura cellulare che lo circonda, assume una forma che ricorda quella di un salsicciotto ed è lungo 1-4 µm ed ha un diametro di 0,2-1 µm. Nella cellula, esso assume una forma più complessa; ad esempio nelle piante (Arabidopsis thaliana) e nel lievito (Saccharomyces cerevisiae) è più opportuno parlare di una rete mitocondriale in cui i mitocondri vanno incontro a fissione e fusione.

È delimitato da una doppia membrana: quella esterna permette il passaggio di piccole molecole, mentre quella interna è selettivamente permeabile e ripiegata in estroflessioni chiamate creste mitocondriali che ne aumentano la superficie. La membrana interna si presenta sotto forma di numerosi avvolgimenti, rientranze e sporgenze, e queste sono dette creste mitocondriali. La funzione di queste strutture è quella di aumentare la superficie di membrana che permette di disporre un numero maggiore di complessi di ATP sintetasi e di fornire pertanto maggiore energia. Le due membrane identificano due differenti regioni: lo spazio intermembrana.