În scopuri de definire, termenul membrană mitocondrială poate însemna fie membrana interioară, fie membrana exterioară a unei celule mitocondriale, în funcție de contextul în care este utilizat termenul. Ca atare, membranele asociate cu mitocondriile sunt identificate fie ca membrană mitocondrială interioară, fie ca membrană mitocondrială exterioară. Membrana exterioară a mitocondriilor este netedă și înconjoară întregul organel. Comparativ, membrana mitocondrială interioară formează cristae, o cale răsucită, care seamănă cu pliurile creierului.
Pentru a înțelege pe deplin membranele mitocondriale, este necesar să înțelegem mai întâi eucariotele și modul în care structura lor celulară se leagă de mitocondriile. Organismele cu structuri celulare complexe, bazate pe membrane, inclusiv plante, animale și oameni, sunt cunoscute ca eucariote. Toate eucariotele dependente de oxigen au mitocondrii. Mitocondriile apar în interiorul fiecărei celule eucariote și sunt responsabile pentru producerea de adenozin trifosfat (ATP), o sursă de energie chimică derivată din oxigen și diferiți nutrienți.
Sub o mărire de mare putere, mitocondriile prezintă o formă ovală sau alungită, cu o membrană dublă și o zonă interioară cunoscută sub numele de matrice. Numeroase mitocondrii există într-o singură celulă, cu forme și dimensiuni exacte care depind de tipul specific de celulă. În plus, mitocondriile unui organism au un aspect diferit de cele ale altui organism.
Este sarcina mitocondriilor de a efectua respirația aerobă, procesul de transformare a oxigenului și a nutrienților în ATP. Acest proces are loc de-a lungul cristei sau membranei mitocondriale interioare folosind enzime încorporate în membrană și proteine din matrice. Odată ce ATP este produs, celula folosește substanța chimică ca sursă de energie pentru a permite mișcarea celulelor, diviziunea celulară și alte funcții metabolice.
În timp ce membrana mitocondrială interioară ajută la producerea de ATP, membrana mitocondrială exterioară servește drept filtru. Folosind o proteină numită porină, membrana exterioară formează canale care permit doar moleculelor de o anumită dimensiune să intre în mitocondrii. Odată înăuntru, moleculele sunt filtrate în continuare de membrana interioară. Numai acele molecule care sunt predeterminate ca cruciale pentru producerea de ATP pot trece prin membrana interioară.
Atât membranele mitocondriale interioare, cât și cele exterioare au un scop important în funcția generală a mitocondriilor. Deși ambele au un scop, majoritatea activității organelelor implică membrana mitocondrială interioară și matricea. Când luăm în considerare comparațiile de mărime, cristae este considerabil mai mare decât membrana exterioară, datorită naturii sale răsucite și contorte. Cu suprafața mai mare a cristei, fiecare mitocondrie este capabilă să găzduiască mai multe enzime necesare pentru a produce ATP, furnizând astfel celulei mai multă energie pentru a funcționa.