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미트콘드리아는 세포 소기관의 하나로 세포호흡에 관여한다. 호흡이 활발한 세포일수록 미트콘드리아를 함유하고 있으며 에너지를 생산하는 공장으로 보인다.
기능
미토콘드리아의 가장 중요한 기능은 몸속으로 들어온 음식물을 통해서 에너지원인 ATP를 합성하는 역할이다. 미토콘드리아의 내막에는 'ATP합성효소'라는 단백질이 존재하는데 이것이 ATP를 만들어내는 역할을 한다. 음식물을 통해 미트콘드리아의 내막과 외막 사이에 만들어진 수소이온이 미토콘드리아 내막으로 유입되고 ATP합성효소에 의해 인산과 ADP(2개의 인산과 아데노신이 결합한 형태)가 결합하여 ATP(3개의 인산과 아데노신이 결합한 형태)가 만들어진다. 이런 미트콘드리아의 ATP합성 기능을 밝혀낸 사람은 미국의 화학자 폴 보이어(Paul Boyer)이다.
또한 미토콘드리아는 기능이 상실된 세포를 죽이는 역할을 하기도 한다. 이를 아포토시스라고 하는데 DNA가 파괴된 세포를 흡수하거나 DNA를 절편하여 사망에 이르게 한다. 이는 이미 기능이 상실된 세포가 암세포나 다른 세포로 변이되는 것을 막는 역할이다.
미트콘드리아는 호흡을 관장하는 중심적 구실을 하는 구조체며, 당(糖)이 지질(脂質)의 이화작용(異化作用)으로 생성되는 피루브산, 아세틸 CoA의 산화와 전자전달계를 통한 산화적 인산화에도 관여한다. 이렇게 미토콘드리아는 당과 지방산의 산화와 그것에 수반하는 산화적 인산화에 중심적 역할을 한다.
이외에도 각종 아미노산에서 아미노기(基) 전이 메커니즘을 통해 글루탐산의 α-아미노기로서 질소를 모은다. 이 질소를 글루탐산 탈수소효소의 작용으로 암모니아로 만든 후에, 이것을 요소로 바꾸는 요소합성계의 효소활성도 있다. 또한 미토콘드리아 속에서 아세틸 CoA를 지방산으로 전이하여, 지방산의 사슬을 연장하는 반응의 일부가 행해진다. 미토콘드리아의 기능은 그 구조 변화에 의하여 민감하게 반응한다. 예를 들면, 티록신으로 팽윤된 미토콘드리아는 호흡은 하지만, 산화적 인산화는 일어나지 않는다.
인체의 근육이 늘어나면 더욱 많은 근육세포 내 더욱 많은 미토콘드리아가 생성되는데 그 결과는 더욱 많은 에너지, 즉 ATP가 생성되게 된다. 따라서 체력이 증가되고 지구력이 강화된다. 하지만 꾸준한 운동을 하지 않으면 미토콘드리아는 소멸되거나 부피가 줄어들기 때문에 인체의 에너지도 줄어들게 된다. 하지만 미토콘드리아는 ATP를 생성하는 과정에서 활성산소를 유발하게 되는데 이 활성산소로 인해 단백질이 파괴되거나 DNA에 나쁜 영향을 미치기도 한다. 세포에는 활성산소로 부터 방어하는 기능이 있지만 점차 노화되어 감에 따라 그 역할이 약화되며 이로 인해 암세포 또는 당뇨병, 고혈압, 심장병 등 각종 질병이 만들어진다.
증식
미토콘드리아는 핵외 자기증식계며, 스스로 증식할 수 있다. 미토콘드리아 속에 고유의 DNA가 존재하며, 또 고유의 단백질 합성계가 존재하는 것이 확인되었다. 미토콘드리아의 DNA나 단백질 합성계는 세균의 그것과 흡사하다. 이러한 사실에서 세균의 세포질에 존재하는 카르디올리핀(일종의 燐脂質)이 미토콘드리아에도 편재함과 동시에, 미토콘드리아가 세균과 유사한 기원을 가진 것임을 시사하고 있다. 또한 미토콘드리아 고유의 유전자의 돌연변이도 알려져 있다
[네이버 지식백과] 미토콘드리아 [mitochondria] (두산백과)
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