Uma mitocôndria é uma organela , possuindo todas as características de um organismo procariótico , envolta por uma membrana dupla , cada uma composta por uma dupla camada de fosfolipídios, e encontrada na maioria das células eucarióticas (raras ou ausentes nos eritrócitos ). Seu diâmetro geralmente varia entre 0,75 e 3 µm, enquanto sua forma geral e estrutura são extremamente variáveis. Existem até 2.000 por célula e estão preferencialmente localizados em áreas celulares que consomem ATP. Eles permitem a produção de ATP , vários cofatores metabólicos ( NADH , FADH 2 ) e estão envolvidos em vários processos como comunicação , diferenciação , apoptose e regulação do ciclo celular . As mitocôndrias também estão associadas a certas doenças humanas, como retardo mental , problemas cardíacos e desempenham um papel importante no processo de envelhecimento .
As mitocôndrias são invisíveis à microscopia de luz quando não são coradas com corantes biológicos ( rodamina 123 e verde Janus B ). Seu estudo detalhado requer o microscópio eletrônico, que tem uma resolução muito melhor.
A teoria endossimbiótica explica a presença de mitocôndrias em células eucarióticas pela incorporação ou endocitose de uma α-proteobactéria em uma célula hospedeira, há vários bilhões de anos. O DNA da mitocôndria é, portanto, diferente daquele do núcleo e geralmente transmitido pela mãe .
O termo mitocôndria vem do grego antigo μίτος ( mitos ) que significa "fio" e χόνδρος ( chondros ) que significa "grânulo".
As mitocôndrias são frequentemente descritas como as "casas de força" das células, pois contribuem com a maior parte da produção de ATP celular através da β-oxidação , do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória como parte do processo. A fosforilação oxidativa , o ATP é a molécula de energia ubíqua utilizado em um grande número de reações químicas do metabolismo , incluindo o anabolismo ( biossíntese ). Além de seu papel no metabolismo da energia celular, as mitocôndrias também estão envolvidas na sinalização , diferenciação e morte celular , bem como no controle do ciclo celular e do crescimento celular . Esses processos, por sua vez, influenciam a biogênese das mitocôndrias. Eles também têm sido associados a várias doenças humanas, como doenças mitocondriais e várias doenças cardíacas .
Várias propriedades das mitocôndrias as tornam organelas especiais. Seu número por célula varia consideravelmente por espécie , tecido e tipo de célula (o conjunto de mitocôndrias é chamado de condrioma). Assim, os glóbulos vermelhos das células sanguíneas (RBCs) são totalmente desprovidos de mitocôndrias. As plaquetas contêm muito pouco dele, enquanto as células do fígado e as células musculares podem conter mais de 2.000. Esta organela é composta por vários compartimentos especializados em várias funções fisiológicas: a membrana mitocondrial externa , o espaço intermembranar mitocondrial , a membrana mitocondrial interna e a matriz mitocondrial . As proteínas mitocondriais dependem das espécies e tecidos considerados. Em humanos, as mitocôndrias cardíacas contêm pelo menos 615 tipos diferentes de proteínas, enquanto 940 foram identificados em ratos; o proteoma mitocondrial é presumivelmente regulado dinamicamente.
Finalmente, as mitocôndrias têm seu próprio genoma , denominado genoma mitocondrial , cujo DNA tem muitas analogias com o genoma das bactérias .
Existem cerca de 300 a 2.000 mitocôndrias por célula. As mitocôndrias têm 0,75 a 3 μm de diâmetro e até 10 μm de comprimento . Eles consistem em duas membranas , uma membrana mitocondrial externa e uma membrana mitocondrial interna , que delimitam três meios: o meio extra-mitocondrial ( citoplasma da célula ), o espaço intermembranar mitocondrial e a matriz mitocondrial .
A membrana mitocondrial externa contém toda a organela e tem cerca de 6-7,5 nm de espessura . Sua proporção de massa proteína / fosfolipídeo é semelhante à das membranas plasmáticas das células de eucariotos , geralmente próxima de 1: 1.
Ele contém um grande número de proteínas de membrana integrais chamadas porinas e formando canais aquosos, permitindo que moléculas hidrofílicas de menos de 5 kDa se difundam livremente através da bicamada lipídica : ânions , cátions , ácidos graxos , nucleotídeos . A membrana, entretanto, é impermeável aos íons H⁺.
Proteínas, mais maciças, pode introduzir as mitocôndrias, onde uma sequência de sinal está ligado à sua extremidade N -terminal , permitindo que estas proteínas para se ligar a uma translocase da membrana externa, o que garante o seu transporte activo através da membrana.
A membrana externa também contém enzimas envolvidas em atividades tão diversas como a biossíntese de ácidos graxos (envolvidos em particular na constituição da maioria dos lipídios ), a oxidação da adrenalina (um hormônio e um neurotransmissor ) e a degradação do triptofano (um aminoácido proteinogênico ) Estes incluem monoamina oxidase , NADH insensível à rotenona - citocromo c redutase , quinurenina 7,8-hidroxilase e acil-CoA sintetase .
A ruptura da membrana externa permite que as proteínas do espaço intermembranar mitocondrial se espalhem para o citosol , levando à morte celular. Estes incluem o citocromo C .
A membrana mitocondrial externa pode se associar à membrana do retículo endoplasmático em uma estrutura conhecida como MAM ( membrana ER associada à mitocôndria ). Essa estrutura desempenha um papel importante em algumas formas de sinalização celular do cálcio e está envolvida na transferência de lipídios entre o RE e as mitocôndrias.
O espaço intermembranar mitocondrial , às vezes referido como espaço perimitocondrial, é delimitado pelas membranas mitocondrial externa e interna. Como a membrana externa é permeável a pequenas moléculas , a concentração de espécies químicas como oses e alguns íons é essencialmente a mesma no espaço intermembranar e no citosol .
Devido à impermeabilidade da membrana externa aos íons H⁺, o espaço entre as membranas está saturado com prótons de processos metabólicos que ocorrem na matriz. Das procaspases e do citocromo c , envolvidos na apoptose, estão presentes em quantidade significativa no espaço entre as membranas.
As proteínas que carregam uma sinalização específica de sequência podem ser transportadas através da membrana externa de modo que a composição da proteína difira no espaço intermembranar em comparação com o citosol.
A membrana mitocondrial interna é estruturada em cristas características das mitocôndrias, invaginações lamelares e tubulares direcionadas para o interior da matriz e observáveis por microscopia eletrônica ou por microscopia de hibridização fluorescente in situ .
Eles abrigam as enzimas da cadeia respiratória , ATP sintase , permeases e cadeias de transporte de elétrons .
A morfologia das cristas é substancialmente dependente da presença de ATP sintase, que garante o fornecimento de ATP à célula; o número e a forma das cristas variam de acordo com a atividade das mitocôndrias ( alta necessidade de energia , oxidação de ácidos graxos ).
É constituído por 3/4 de proteínas e 1/4 de lípidos. Sua superfície é até 3 vezes maior que a da membrana externa, devido às cristas. A membrana interna contém mais de 151 polipeptídeos diferentes e hospeda cerca de 1 ⁄ 8 de todas as proteínas da mitocôndria. Portanto, a concentração de lipídios é menor do que a da bicamada externa e sua permeabilidade é menor.
A membrana interna tem em particular um fosfolipídio duplo, cardiolipina , substituído por quatro ácidos graxos . A cardiolipina é geralmente característica das membranas mitocondriais e das membranas plasmáticas bacterianas . No corpo humano, está presente principalmente em regiões com alta atividade metabólica ou alta atividade energética, como os cardiomiócitos contráteis , no miocárdio .
A partir de uma bicamada de composição diferente, predominantemente proteínas, moléculas, íons e complexos de proteínas passam principalmente por transportadores de membrana. Assim, as proteínas são transportadas pela complexa translocase da membrana interna (en) ( TIM ) ou proteína Oxa1.
Função e metabolismoAo contrário da membrana externa, não contém porinas , mas sim permeases , garantindo o co-transporte de íons H + e moléculas.
Assim, as proteínas são transportadas pela complexa translocase da membrana interna (en) ( TIM ) ou proteína Oxa1. Assim, o complexo TIM 23 permite a entrada de proteínas localizadas no espaço intermembrana na membrana interna e na matriz mitocondrial . O complexo TIM 22 permite a inserção de proteínas na membrana interna e, em particular, proteínas com vários domínios transmembrana. As proteínas oxa permitem a saída da matriz para certas proteínas de origem mitocondrial.
As proteínas da membrana mitocondrial interna desempenham muitas funções fisiológicas:
A matriz mitocondrial é o espaço incluído na membrana mitocondrial interna . Ele contém cerca de dois terços da proteína total da mitocôndria. Ele desempenha um papel fundamental na produção de ATP com a ajuda da ATP sintase incluída na membrana interna. Ele contém uma mistura muito concentrada de centenas de enzimas diferentes (principalmente envolvidas na degradação de ácidos graxos e piruvato ), ribossomos específicos mitocondriais, RNA de transferência e várias cópias do DNA do genoma mitocondrial .
As mitocôndrias possuem seu próprio genoma e também o equipamento enzimático necessário para realizar sua própria biossíntese de proteínas . A sequência do genoma mitocondrial humano consiste em 16.569 pares de bases que codificam 37 genes : 22 RNA de transferência , 2 RNA ribossômico e 13 polipeptídeos . Os 13 peptídeos mitocondriais humanos são integrados à membrana mitocondrial interna com proteínas codificadas por genes localizados no núcleo da célula.
Uma mitocôndria só pode surgir do crescimento e divisão de outra mitocôndria já existente. Normalmente, antes da divisão celular, a mitocôndria dobra de massa e se divide ao meio. Esta divisão começa com o aparecimento de uma ranhura divisória na membrana interna. Ocorre em toda a interfase e requer a intervenção da proteína DRP1 (próxima à dinamina ). A replicação do ADN mitocondrial não se limita à fase S do ciclo celular . O número de mitocôndrias por célula é regulado pela atividade celular. Por exemplo, uma célula muscular em repouso contém 5 a 10 vezes menos mitocôndrias do que uma célula muscular permanentemente ativada.
O fato de as mitocôndrias terem seu próprio DNA, como os cloroplastos , indica uma origem exógena. Estudos moleculares mostram que as mitocôndrias vêm da endossimbiose, há cerca de 2 bilhões de anos, uma α-proteobactéria da ordem das Rickettsiales , onde existem muitos parasitas intracelulares obrigatórios como os tipos Rickettsia (incluindo o grupo do tifo ) e Wolbachia (que infecta artrópodes e nemátodos ). A teoria endossimbiótica da origem das mitocôndrias foi desenvolvida e argumentada por Lynn Margulis em 1966 , depois foi apoiada pela descoberta do DNA específico das mitocôndrias em 1980 . Parece que durante a evolução o DNA original da bactéria sofreu várias evoluções, perdeu um grande número de genes, às vezes transferidos para o DNA da célula hospedeira. Paralelamente a essa transferência da síntese de certas proteínas para o hospedeiro, este desenvolveu um arsenal de translocases, enzimas que permitem a transferência dessas proteínas para a matriz mitocondrial.
Os cientistas fizeram essa hipótese porque:
Um estudo sugere que uma simbiose entre Asgardarchaeota , heterotrófica e rejeitadora do hidrogênio, bem como outros compostos reduzidos, e α-proteobactérias especializadas no metabolismo do hidrogênio teriam precedido a endossimbiose.
De acordo com a teoria endossimbiótica , as mitocôndrias têm uma origem monofilética única. Uma célula procariótica primitiva teria integrado um endossimbionte cerca de 1,5 a 2 bilhões de anos atrás, quando a atmosfera primitiva ficou enriquecida com oxigênio. Estudos filogenéticos indicam que este endossimbionte está relacionado a alfaproteobactérias , o parente mais próximo das mitocôndrias atualmente conhecido como Rickettsia prowazekii , um parasita intracelular obrigatório (ou seja, uma bactéria que só pode sobreviver, prosperar e se reproduzir) dentro das células de seu hospedeiro, usando o último Recursos). Durante a evolução, a maioria dos genes do endossimbionte original teria sido perdida ou transferida para o núcleo da célula eucariótica hospedeira. Na verdade, os muitos pseudogenes mitocondriais presentes no genoma atestam um processo de transferência ao longo da evolução.
O material genético ( DNA mitocondrial ) das mitocôndrias (que é a única parte das células animais que tem seu próprio DNA , além do núcleo ) é frequentemente usado em pesquisas filogenéticas . O genoma mitocondrial humano (mtDNA) é circular, não tem íntrons e é composto por 16.569 pares de bases (genoma pequeno), incluindo 13 cistrons que codificam RNAs mensageiros , 22 genes que codificam RNAs de transferência e 2 genes que codificam RNAs ribossômicos .
O genoma mitocondrial pode ser muito diferente de uma espécie para outra, é extremamente dinâmico e muitas vezes heteroplasmático, ou seja, diferentes formas coexistem dentro da mesma célula. Pode ser encontrado na forma circular ou linear, de cadeia dupla ou simples. Este genoma possui 5 a 10 cópias nas mitocôndrias. Essas diferentes formas são, entre outras, produtos da replicação do genoma mitocondrial por um mecanismo de círculo rolante, mas também de um mecanismo de replicação dependente de recombinação, semelhante à replicação do fago T4 . Os genomas mitocondriais são geralmente representados em uma forma circular, o “círculo mestre” que corresponde à molécula que melhor descreve o genoma.
Os ribossomos mitocondriais ou mitocondriais são diferentes dos ribossomos na célula: eles são menores (70S em vez de 80S).
O código genético usado para a síntese de proteínas pode ser diferente daquele usado para a síntese citosólica . Em vertebrados, 4 códons de 64 têm um significado diferente, incluindo o códon UGA que é transcrito no citosol como um códon de parada, mas na matriz UGA é transcrito como triptofano (Trp / W), AGG e AGA codificam um códon STOP em vez de 'uma arginina (Arg / R) e AUA codifica metionina (Met / M) em vez de isoleucina (Ile / I). O DNA mitocondrial também pode se replicar.
Em animais, durante a reprodução sexual, as mitocôndrias do espermatozóide podem passar para o oócito , mas o número de mitocôndrias assim transferidas permanece muito baixo em comparação com as já presentes no oócito. As mitocôndrias do espermatozóide permanecem localizadas no flagelo, que serão destruídas pela autofagia quando o esperma estiver no oócito. Em outras palavras, quase todas as mitocôndrias na célula-ovo vêm do gameta feminino. O estudo do DNA mitocondrial humano, portanto, torna possível traçar as relações genealógicas entre os indivíduos apenas de acordo com a rota materna. Alguns estudos foram, portanto, capazes de descrever um genoma mitocondrial ancestral do qual descendem todos os genomas mitocondriais da humanidade. O suposto indivíduo feminino que carregava esse genoma era conhecido como Eva Mitocondrial . Este termo bíblico permanece, embora enganoso, é de fato muito improvável que a humanidade tenha um único ancestral feminino e estudos recentes, comprovando a transferência de mitocôndrias do esperma durante a fertilização, questionam essa teoria.
O código genético da mitocôndria é diferente daquele do núcleo. Na verdade, o códon AUA codifica uma isoleucina no núcleo e uma metionina na mitocôndria. O códon UGA é um códon de parada (que interrompe a tradução), mas codifica o triptofano na mitocôndria.
Em plantas verdes, o DNA mitocondrial é muito maior e muito variável em tamanho, ele codifica cerca de sessenta proteínas conhecidas, embora em plantas e animais a grande maioria das proteínas mitocondriais sejam codificadas no genoma nuclear. O genoma mitocondrial e o genoma do cloroplasto contêm íntrons do Tipo II ( íntrons do grupo II ). Os íntrons do tipo II compartilham uma origem evolutiva com o spliceossomo . Esses íntrons do Tipo II têm uma sequência que degenerou durante a evolução e muitos perderam a capacidade de se auto-unir independentemente. Eles precisam de fatores codificados no núcleo a serem unidos e, às vezes, também de fatores codificados dentro dessas organelas (chamadas maturases).
O proteoma mitocondrial é o conjunto de proteínas presentes na mitocôndria de uma célula eucariótica em um determinado momento. O proteoma é um conjunto dinâmico definido no tempo (momento considerado: estágio de desenvolvimento, manhã ou noite) e no espaço (amostra considerada: célula, tecido, organismo). Para descrever o conjunto de proteínas que podem estar presentes em uma mitocôndria em qualquer momento da vida do organismo, será utilizado o termo proteoma total.
O proteoma mitocondrial é composto por proteínas produzidas na mitocôndria e codificadas no genoma mitocondrial, e proteínas produzidas no citoplasma e codificadas no genoma nuclear. A maioria dos complexos enzimáticos (exemplo: ATP-sintase) são formados pela justaposição de polipeptídeos sintetizados na mitocôndria e no citosol (o fluido interno da célula).
Embora as mitocôndrias sejam descendentes de bactérias, nem todas as proteínas em seu proteoma são de origem bacteriana. Assim, em levedura, 50 a 60% das proteínas mitocondriais têm homólogos em procariotos, enquanto 40 a 50% não.
É interessante notar que, graças às associações das proteínas cinesina e dineína nos microtúbulos, as mitocôndrias são capazes de se mover.
Dependendo do organismo, 1 a 10% das proteínas mitocondriais são sintetizadas diretamente na matriz pelos mitocondriais, a partir do DNA mitocondrial.
As proteínas mitocondriais possuindo um homólogo procariótico provavelmente resultam da transferência de genes do endossimbionte para a energia nuclear, enquanto proteínas não homólogas às proteínas procarióticas resultam de um fenômeno de "enriquecimento" do proteoma mitocondrial por novas proteínas e, portanto, por novas proteínas. funções.
As proteínas mitocondriais codificadas pelo genoma nuclear (ou proteínas mitocondriais nucleares) são importadas dentro da matriz mitocondrial por diferentes mecanismos possíveis:
A diferença de potencial em ambos os lados da membrana pode fazer com que as proteínas passem pela matriz.
O tamanho do proteoma mitocondrial humano é estimado em mais de mil proteínas, das quais cerca de 1% são codificadas pelo genoma mitocondrial (13 proteínas), metade das quais já identificadas. Apenas 13 proteínas são codificadas pelo DNA mitocondrial, um vestígio do genoma do endossimbionte . Todas as outras proteínas são codificadas pelo genoma nuclear .
É considerada a “casa de força” da célula, pois é nela que se realizam as últimas etapas do ciclo respiratório que converte a energia das moléculas orgânicas resultantes da digestão ( glicose ) em energia diretamente utilizável pela célula ( ATP ) . Na ausência de oxigênio a célula usa a fermentação no citoplasma para produzir a energia necessária ao seu funcionamento, mas é um sistema muito menos eficiente, que degrada o substrato de forma incompleta. O aumento da concentração de íons H + nas células musculares é um dos motivos da fadiga após atividades extenuantes. Na verdade, esses íons H + alteram o pH intracelular e, de fato, modificam as condições de operação enzimática da célula, que não pode mais funcionar adequadamente.
É na mitocôndria que ocorrem as duas últimas fases da respiração celular : o ciclo de Krebs (na matriz ) e a cadeia de transporte de elétrons (no nível da membrana interna). Na verdade, a produção de ATP compreende 3 etapas principais:
Durante essas 3 etapas, via ciclo de Krebs (portanto em condições aeróbicas ), a mitocôndria permite, a partir de uma molécula de glicose, a produção teórica de 36 ou 38 moléculas de ATP (isso depende da lançadeira usada para transportar o NAD da glicólise) - em Na prática, o rendimento é um pouco menor, próximo a cerca de trinta moléculas de ATP por molécula de glicose oxidada, alguns estudos dando o valor de 29,85 ATP / glicose .
O Acetil CoA também pode ser obtido pela transformação do acetoacetil-CoA a partir da transformação de corpos cetônicos produzidos pelo fígado a partir de ácidos graxos (dieta cetônica em jejum). No caso do cérebro, essa cadeia de suprimento de energia tem a vantagem de passar pela barreira hematoencefálica sem adjuvante (insulina ou proteínas específicas) que pode modificá-la em longo prazo e pode prevenir mecanismos de inflamação decorrentes da má qualidade dos alimentos. Além disso, o fornecimento de energia é mais rápido e eficiente (melhor disponibilidade, sem glicólise).
As mitocôndrias participam da apoptose (morte celular) com o citocromo c . Além disso, também têm função de concentração e armazenamento dos íons cálcio, sódio e potássio, onde são armazenados na forma de grânulos opacos. Ouro, ferro e ósmio também são encontrados.
Os resultados de um estudo de pesquisadores do INSERM publicado em 2018 sugerem que as mitocôndrias podem se aproximar de 50 ° C , ou pelo menos 10 ° acima da temperatura do corpo, o que pode abrir caminhos promissores para lutar contra certas doenças. No entanto, as heterogeneidades de temperatura dentro da célula são geralmente consideradas impossíveis, com estudos anteriores sugerindo uma diferença de temperatura entre a célula e a mitocôndria de apenas um milésimo de grau. Uma leitura crítica do estudo INSERM sugere que a existência de uma diferença de temperatura de 10 ° C em alguns mícrons levaria a um consumo excessivo de energia para a célula. Finalmente, esses resultados controversos podem ser devidos a uma interpretação errônea da sonda molecular fluorescente, cujo grau de fluorescência depende da temperatura, mas também do movimento.
Alvos de veneno | Venenos |
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Complexo I | rotenona , barbitúricos , derivados de mercúrio |
Complexo II | malonato ( ácido malônico ), SDHI ( pesticida ) |
Complexo III | antimicina , estrobilurina ( pesticida ) |
Complexo IV | monóxido de nitrogênio , cianeto , monóxido de carbono |
Complexo V (F0 / F1ATPase) | oligomicina , aurovertina |
Trocador ATP / ADP | atractyloside , ácido bongkrekic (in) |
Permeabilidade da membrana interna | dinitrofenol , valinomicina |
Na agricultura, as mitocôndrias são o alvo preferido dos pesticidas, primeiro a rotenona, usados e depois proibidos porque estão ligados ao mal de Parkinson . Atualmente, os SDHIs , inibidores da succinato desidrogenase , são amplamente utilizados com o propósito de eliminar fungos. Alguns venenos não têm a função de impedir o funcionamento dos diferentes complexos, ou seja, que se realizam as transferências de elétrons da cadeia respiratória, mas essas proteínas, os desacoplantes ou UCPs vão contornar o complexo V ( ATP sintase ) por criando um canal através da membrana interna. Este poro permite que os prótons passem do espaço intermembrana em direção à matriz na direção de seu gradiente, o que resulta na liberação de calor, mas não na produção de ATP. Pode-se citar aqui o exemplo do dinitrofenol .
As mitocôndrias, desde a fase fetal, desempenham um papel essencial (em particular para o metabolismo intermediário, o desenvolvimento neurológico perinatal, a imunidade, a bioenergética, o metabolismo dos neurotransmissores). Qualquer disfunção mitocondrial (DM) pode, portanto, ter efeitos deletérios que podem, em particular, induzir doenças neurológicas (ou contribuir para elas) ou que podem piorar as consequências e morbidade de outras anomalias ( autismo ou esquizofrenia, por exemplo).
Além disso, ao longo da vida, o acúmulo de danos mitocondriais contribui para o envelhecimento e doenças neurodegenerativas.
Em 1857 , Kölliker descreveu aspectos da mitocôndria no músculo . Em 1890 , Altmann descreveu uma técnica para colorir mitocôndrias que chamou de bioblastos e postulou sua autonomia metabólica e genética . Mas foi o microbiologista e endocrinologista Carl Benda quem, retomando essas observações sobre preparações coloridas com cristal violeta , propôs em 1898 chamar essas estruturas de mitocôndrias .
Em 1937 , um cientista alemão, Hans Adolf Krebs , desenvolveu um modelo de uma via metabólica conhecida como ciclo de Krebs, que ocorre em eucariotos na mitocôndria. Em 1940 - 1943 , Claude isolado a mitocôndria em fígado células . Em 1948 - 1950 , Kennedy e Lehninger (en) mostram que o ciclo de Krebs, a β-oxidação e a fosforilação oxidativa ocorrem na mitocôndria. Em 1978 , Peter Mitchell ganhou o Prêmio Nobel por sua teoria quimiosmótica . Em 1981 , Anderson e sua equipe descobriram a estrutura genética do DNA mitocondrial humano . Eventualmente, Boyer e Walker também ganharam o Prêmio Nobel por seus estudos sobre a estrutura e função da ATP sintase .
Em 2016, apenas um eucarioto era conhecido por ter perdido todas as suas mitocôndrias: Monocercomonoides (en) sp. PA203.
A rede de microtúbulos permite que as mitocôndrias se movam rapidamente para onde a célula precisa de energia. Na célula do tecido muscular estriado esquelético, eles serão dispostos próximos ao material contrátil.
As mitocôndrias, entretanto, são imóveis no espermatozóide porque estão dispostas em torno do axonema (estrutura que constitui o flagelo).
Eles também são encontrados em cardiomiócitos e quando a célula está em mitose.
Em 2020, Alain Thierry, Diretor de Pesquisa Inserm do Instituto de Pesquisa do Câncer de Montpellier, publicou na revista científica FASEBW os resultados de sua pesquisa sobre a descoberta de mitocôndrias extracelulares. Durante sete anos, ele analisou com sua equipe cem amostras de plasma sanguíneo, nas quais foram detectadas mitocôndrias livres. Essa descoberta torna possível vislumbrar novos caminhos terapêuticos no que diz respeito aos diagnósticos e às respostas imunológicas do corpo. Uma nova hipótese sobre a comunicação entre células também está sendo considerada graças a essa descoberta.