每个细胞中线粒体的确切数量很难计算,而且往往因细胞类型和细胞的功能状态而变化。就像发电站的数量随着每个城市的规模和发展而变化一样,发电站的数量也是如此。
一般来说,人类的淋巴细胞和皮肤细胞相当于二三线城市,由于对电力的需求不大,所以 "发电站 "的数量很少;而一线城市,如心、脑、肾和肝细胞,每个细胞大约有1000-2000个 "发电站"。一线城市,如心、脑、肾、肝细胞,每个细胞的 "发电站 "数量可以达到1000-2000个左右,约占城市面积的1/5。
对于生殖细胞,特别是卵细胞等超级城市,"发电站 "的数量可以达到10万个。
当然,并不是每一个线粒体都在满负荷运转,就像我们城市的发电系统一样,有的发电站在运转,有的作为储备,当一个发电站完全失效时,新的发电站就会取代它,以维持城市的正常供电。
如果线粒体在卵细胞减数分裂过程中不能提供足够的能量,那么细胞内染色体减数分裂出现错误的几率就会越来越大,这也是老年妇女的胚胎具有高水平染色体非整倍体的原因之一。
使线粒体与其他细胞器不同的另一个特点是,它们有自己的遗传物质(称为mtDNA)。mtDNA独立于我们人类细胞核的DNA基因组。
每个线粒体中都有2-10组mtDNA,包含37个基因。这些基因的主要功能是调节氧化磷酸化和蛋白质组装。
mtDNA是线粒体 "发电站 "的核心组成部分。随着时间的流逝和发电站的老化,mtDNA会出现不同程度的耗损。
当核心成分mtDNA被耗尽并开始显示出绝对的数量不足时,整个发电站的正常运作就会受到影响。
对于线粒体来说,拥有足够数量的mtDNA,能够正常运作是至关重要的。现在人们普遍认为,胚胎发育有一个mtDNA拷贝数的 "门槛"(阈值),超过这个门槛,胚胎可以正常发育,而低于这个门槛,胚胎发育就会受阻。