Las mitocondrias son orgánulos celulares presentes en casi todas las células eucariotas, incluyendo las células humanas. Son conocidas como «las centrales energéticas» de la célula, ya que desempeñan un papel fundamental en la producción de energía en forma de ATP (adenosín trifosfato).
Las mitocondrias tienen una estructura característica, consistente en una doble membrana. La membrana externa es lisa y permeable, mientras que la membrana interna forma pliegues llamados crestas mitocondriales, que aumentan la superficie disponible para las reacciones químicas. El espacio entre las membranas se conoce como espacio intermembrana, y el espacio dentro de la membrana interna se llama matriz mitocondrial.
El proceso principal que ocurre en las mitocondrias es la respiración celular, también conocida como la cadena de transporte de electrones. Durante la respiración celular, las moléculas de glucosa y otros sustratos son descompuestas en la matriz mitocondrial a través de un proceso llamado glucólisis. Luego, los productos resultantes de la glucólisis, como el piruvato, se someten a reacciones químicas adicionales en la matriz mitocondrial, generando moléculas de NADH y FADH2.
Estas moléculas de NADH y FADH2 son transportadas a las crestas mitocondriales, donde se someten a una serie de reacciones que generan ATP. Esto se logra a través de la cadena de transporte de electrones, donde los electrones son transferidos de molécula en molécula a lo largo de la cadena, liberando energía en el proceso. La energía liberada se utiliza para bombear protones (iones H+) a través de la membrana interna, creando un gradiente electroquímico. Luego, los protones regresan a través de una enzima llamada ATP sintasa, lo que permite la síntesis de ATP.
Además de su papel en la producción de energía, las mitocondrias también están implicadas en otros procesos celulares importantes, como la regulación del metabolismo, la producción de metabolitos esenciales y la señalización celular.
Es importante destacar que las mitocondrias tienen su propio ADN y ribosomas, lo que sugiere que tienen un origen evolutivo independiente y pueden haber surgido a partir de una simbiosis entre una célula ancestral y una bacteria. Esta teoría se conoce como la teoría endosimbiótica de las mitocondrias.