A sejtek az élő szervezetek alapvető alkotóelemei. A sejtek két fő típusa prokarióta és eukarióta sejtek. Az eukarióta sejtek membránhoz kötöttek sejtszervecskék amelyek alapvető cellafunkciókat hajtanak végre. A mitokondriumok az eukarióta sejtek "erőművei". Mit jelent mondani, hogy a mitokondriumok a sejt energiatermelői? Ezek az organellák energiát generálnak azáltal, hogy az energiát olyan formákká alakítják át, amelyek a sejt. Található a citoplazma, a mitokondriumok a sejtlégzés. A sejtek légzése olyan folyamat, amely végül üzemanyagot termel a sejt tevékenységeihez az általunk fogyasztott ételekből. A mitokondriumok előállítják az olyan folyamatok elvégzéséhez szükséges energiát, mint a sejtosztódás, növekedés és sejthalál.
A mitokondriumok jellegzetes hosszúkás vagy ovális alakúak, és kettős membrán határolja őket. A belső membrán össze van hajtva, így szerkezeteket ismert cristae. A mitokondriumok mindkettőben megtalálhatók állati és növényi sejtek. Mindegyikben megtalálhatók testsejttípusok
, kivéve az érett vörös vérsejtek. A sejten belüli mitokondriumok száma a sejt típusától és funkciójától függ. Mint már említettük, a vörösvérsejtek egyáltalán nem tartalmaznak mitokondriumokat. A mitokondriumok és más organellák hiánya a vörösvértestekben helyet hagy a hemoglobinmolekulák millióinak ahhoz, hogy az egész testben oxigént szállítsanak. Az izomsejtek viszont több ezer mitokondriumot tartalmazhatnak, amelyekre szükség van az izom aktivitásához szükséges energia biztosításához. A mitokondriumok szintén bőségesek zsírsejtek és máj sejtekben.A mitokondriumoknak megvan a sajátjuk DNS, riboszómák és elkészíthetik saját magukat fehérjék. Mitokondriális DNS (mtDNS) kódolja azokat a fehérjéket, amelyek részt vesznek elektronszállítás és oxidatív foszforiláció, amelyek a sejtek légzésében fordulnak elő. Az oxidatív foszforiláció során az ATP formájában energiát generálnak a mitokondriális mátrixban. Az mtDNS-ből szintetizált proteinek szintén kódolják az RNS-molekulák előállítását transzfer RNS és riboszómális RNS.
A mitokondriális DNS különbözik a sejtben található DNS-től sejtmag abban az értelemben, hogy nem rendelkezik a DNS-javító mechanizmusokkal, amelyek segítenek megelőzni mutációk a nukleáris DNS-ben. Ennek eredményeként az mtDNS-nek sokkal nagyobb a mutációja, mint a nukleáris DNS-nél. Az oxidatív foszforilezés során keletkező reaktív oxigénnek való kitettség szintén károsítja az mtDNS-t.
A mitokondriumokat kettős membrán határolja. Ezen membránok mindegyike a foszfolipid kettős réteg beágyazott fehérjékkel. Az legkülső membrán sima, míg a belső membrán sok redővel rendelkezik. Ezeket a redőket hívják cristae. A redők növelik a sejtek légzésének "termelékenységét" azáltal, hogy megnövelik a rendelkezésre álló felületet. A belső mitokondriális membránon belül számos fehérjekomplex és elektronhordozó molekula van, amelyek képezik a elektronszállító lánc (STB). Az ETC az aerob celluláris légzés harmadik szakaszát, valamint azt az állapotot képviseli, amelyben az ATP-molekulák túlnyomó részét előállítják. ATP a test fő energiaforrása, amelyet a sejtek olyan fontos funkciók ellátására használnak, mint például az izmok összehúzódása és a sejtosztódás.
A kettős membránok a mitokondriót két különálló részre osztják: a intermembrane space és a mitokondriális mátrix. A membránközi tér a külső membrán és a belső membrán közötti szűk tér, míg a mitokondriális mátrix az a terület, amelyet a legbelső membrán teljesen bezár. Az mitokondriális mátrix mitokondriális DNS-t (mtDNS), riboszómákat és enzimeket tartalmaz. A sejtek légzésének több lépése, beleértve a Citromsav-ciklus és az oxidatív foszforiláció a mátrixban az enzimek magas koncentrációja miatt fordul elő.
A mitokondriumok félig autonómok abban az értelemben, hogy csak részlegesen függenek a sejttől a replikáció és növekedés szempontjából. Saját DNS-sel, riboszómákkal rendelkeznek, saját fehérjéiket készítik, és bizonyos mértékben ellenőrzik a szaporodást. A baktériumokhoz hasonlóan a mitokondriumok is körkörös DNS-sel rendelkeznek, és reprodukálódnak egy bináris hasadásnak nevezett szaporodási folyamat során. A replikáció előtt a mitokondriumok egyesülnek egy fúziónak nevezett folyamatban. Fúzióra van szükség a stabilitás fenntartásához, mivel anélkül a mitokondriumok kisebbek lesznek, ha megoszlanak. Ezek a kisebb mitokondriumok nem képesek elegendő mennyiségű energiát előállítani a sejtek megfelelő működéséhez.