Ils sont principalement de forme tubulaire ou ovoïde. Ils sont délimités par une membrane externe semblable à celle cellulaire ; à l'intérieur, séparé par un espace d'environ 60-80 A, se trouve une seconde membrane qui s'introduit dans les crêtes, circonscrivant un espace occupé par la matrice mitochondriale. La membrane interne contient un type de particules appelées particules élémentaires, sur lesquelles les enzymes de la respiration sont disposées en série ordonnée (la phosphorylation oxydative se produit dans les mitochondries).
Les mitochondries sont ces organites où la majeure partie de l'ATP des cellules eucaryotes est produite et sont présentes dans presque tous les types de cellules végétales et animales. Ces processus dynamiques se produisent par le transport de métabolites et d'électrons, sur des particules élémentaires, d'une enzyme à une autre, avec un transfert progressif d'énergie.
Les mitochondries contiennent de l'ADN mitochondrial, de l'ARN et des ribosomes.
Si l'on considère les mitochondries comme des micro-organismes qui métabolisent les catabolites de la cellule hôte, et en particulier les fragments dans lesquels la molécule de glucose a été scindée lors de la phase anaérobie cytoplasmique de sa démolition, nous verrons que les mitochondries auront tendance à s'entasser et à se multiplient là où leur nourriture est la plus abondante, c'est-à-dire là où la démolition du glucose, due à la plus grande demande d'énergie, est plus intense. En particulier, dans les muscles, les mitochondries sont alignées le long des faisceaux de fibres, et leur nombre et leur volume augmentent avec la demande, c'est-à-dire avec l'entraînement.
Le fait que les mitochondries soient dotées de leur propre patrimoine héréditaire, d'une reproduction autonome, etc., suggère qu'elles aussi peuvent présenter une certaine variabilité, quoique limitée, et ce concept est étudié comme l'une des composantes de l'efficacité de la physique individuelle. .
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