미토콘드리아
진핵생물에서 에너지 생산을 담당하는 세포소기관으로 다른 세포소기관과 다르게 자신만의 DNA를 가지고 있다.
미토콘드리아의 모양
평균적으로 0.2~3㎛ 이나 보통 너비는 0.5㎛, 길이는 2㎛ 정도 된다. 표지 단백질은 숙신산탈수소효소이다. 1개의 세포에 함유된 미토콘드리아의 수는 세포질의 25% 정도이지만, 호흡이 활발한 세포일수록 많은 미토콘드리아를 함유하고 있다. 예를 들어, 간세포 1개당 1,000∼3,000개, 식물세포에서는 100∼200개의 미토콘드리아를 함유한다.
미토콘드리아 에너지 생산 과정
유기물이라는 연료를 산화시켜 얻은 에너지로 이온(양성자)의 위치 에너지(pH농도의 차이)를 만들어 낸다.위치 에너지가 만들어지면 이온들이 위치 에너지를 해소하며 에너지를 발산하는데(양성자들이 내막에 붙어있는 ATP 합성 효소를 통하여 기질로 들어온다.), 이 에너지를 이용하여 ATP를 합성해 낸다.물질의 화학 에너지 → 위치 에너지 → ATP의 순으로 차례대로 에너지 형태를 변환해 가며 최종적으로 신체가 필요한 에너지인 ATP를 합성해 낸다. 미토콘드리아가 관여하는 일반적인 세포 호흡의 과정은 해당 작용(Glycolysis), 시트르산 회로(Citric acid cycle), 산화적 인산화(Oxidative phosphorylation)로 최종 ATP합성은 산화적 인산화 과정에서 이루어진다.
미토콘드리아의 기원
미토콘드리아의 기원에 대한 연구는 이전에도 활발하게 진행되었다. 1980년대에 유전자 계통도를 그릴 때 기준이 되는 단백질인 16s 리보솜의 서열을 확인하는 연구가 진행되었다. 이때 미토콘드리아가 알파프로테오박테리아(Alphaproteobacteria)의 후손이라는 논문이 발표되었다(Proc Natl Acad Sci U S A. 1985 Jul; 82(13): 4443–4447). 이후에는 알파프로테오박테리아 중에서도 리케차목(目)과 가장 가깝다는 연구로 이어졌다. 다시말해 독립적인 생물이었다가 새포내공생하게 되었다는 것이다. 이를 공생설이라고 한다. 2010년 미토콘드리아와의 내공생이 진핵생물로 진화하는 데 필수적이었다는 주장이 한 예이다.(Nature 467, 929–934 (21 October 2010).