Každá eukaryotická bunka (teda bunka, ktorá má jadro) má okrem jadra aj iné rôzne ústrojčeky, teda organely. Medzi organely bunky patria plastidy (napr. chloroplasty), mitochondrie – tieto pochádzajú z endosymbiotických baktérií. Ďalej jadro a jadierko, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, centrioly, lyzozómy, peroxizómy a iné vezikuly. Úžasný spôsob koexistencie predstavujú chloroplasty a mitochondrie. Tie prvé sú zodpovedné za fotosyntézu, pričom stihli takmer doslova otráviť (a zapáliť) našu planétu, pretože produkujú kyslík. Stačí, aby zasvietilo slnko, a kyslík sa len tak rojí. Tie druhé, mitochondrie, zase planétu doslova a do písmena zachránili. Pred smrťou z kyslíka.

V mitochondriách sa uskutočňuje to, čo sa nazýva dýchanie. Pravé alebo tzv. vnútorné dýchanie. Vnútorné preto, lebo kedysi dávno, pradávno sa tieto „baktérie“ rozhodli, že potrebujú „ochranu“. Vstúpili – či už dobrovoľne alebo nedobrovoľne – do iných buniek. Stali sa organelami. Odovzdali veľkú časť svojej genetickej informácie do jadra. Ale aby sa necítili celkom otrokmi v bunke, do ktorej vstúpili, časť genetickej informácie si ponechali. Malú, ale veľmi podstatnú. Pri vnútornom dýchaní sa spotrebúva kyslík, pričom sa viaže s vodíkom a vzniká voda. Teda nie oxid uhličitý, ktorý vydychujeme. Voda. Oxid uhličitý vzniká pri iných biochemických reakciách. Pri tomto procese nastáva syntéza pravdepodobne najdôležitejšej zlúčeniny bunky adenozíntrifosfátu – ATP. ATP má dve tzv. makroergické väzby medzi treťou a druhou a medzi druhou a prvou molekulou kyseliny fosforečnej. Makroergické väzby sa „spotrebúvajú“ pri veľkom množstve biochemických reakcií. Inými slovami: bez ATP by neexistoval taký život, ako ho poznáme. Bez ATP by pravdepodobne nebol nijaký život…

Vysvetlenie procesu dýchania za vzniku ATP a vody považujem za najväčší objav v dejinách molekulárnej biológie. Urobil ho „súkromný“ vedec Peter Dennis Mitchell. Tomuto osamelému vlkovi trvalo dlhých sedemnásť rokov, kým jeho objav uznali a odmenili ho Nobelovou cenou. Keby ho neboli podporovali rodičia (aj dedičstvom), zomrel by od hladu. Bol úplne osamelý proti celej svorke borcov, ktorí si mysleli, že už-už majú akýsi fiktívny makroergický substrát v ruke a budú žať vavríny „večnej“ slávy. Niekedy sa k tomu epochálnemu objavu vrátime a vysvetlíme si ho podrobnejšie.

Vzhľadom na to, že som sa skoro 15 rokov venoval mitochondriám, budeme o nich teraz písať trošku podrobnejšie. Očarenie nimi neprišlo hneď. Prišlo až neskôr, po niekoľkých rokoch práce pod vedením môjho učiteľa, priateľa a svojím spôsobom „staršieho brata“ profesora Štefana Kuželu. Skúmali sme (ako to znie hrdo pre vtedy 16-ročného chlapca) spolu biogenézu mitochondrií normálnych a nádorových buniek. Samotné mitochondrie sú organely, ktoré majú dve membrány – vonkajšiu a vnútornú. Tá vnútorná je taká „pokrčená“. Práve na nej sa uskutočňujú procesy vnútorného dýchania a syntézy ATP. Pohľad na mitochondriu v elektrónovom mikroskope pripomína pohľad na podrážku topánok nazývaných vibramy. Ako sme spomenuli vyššie, mitochondrie si ponechali časť genetickej informácie. Táto časť kóduje u človeka „len“ 13 bielkovín. (A, samozrejme, aj iné RNA typu tRNA alebo rRNA.) Lenže ani bez jednej z týchto bielkovín by život človeka nebol možný. Pri genetickom kóde sme písali, že je (skoro) univerzálny. To preto, lebo biológia je ženského rodu. V mitochondriách práve táto univerzálnosť genetického kódu neplatí. A mitochondria je ženského rodu. Náhoda? Zdá sa, že mitochondrie sú tým kľúčom k pochopeniu nádorového bujnenia. Energetický metabolizmus nádorových buniek je akýsi „prepnutý“. Skúsme počítať spolu. Počas „spracovania“ jednej molekuly glukózy na H2O a CO2, čo je opakom fotosyntézy, vznikne 30 molekúl ATP, pričom dve molekuly vzniknú v cytoplazme a 28 molekúl v mitochondriách. Tieto údaje sú relatívne, niekto iný ich udáva trochu inak. Cól sem, cól tam. Zároveň ukazujú na úžasnú efektivitu mitochondrií v tvorbe energie. Udáva sa, že gram mitochondrií vyrobí desaťtisícnásobne viac energie ako gram hmoty Slnka.

AUTOR: Ján Lakota