Matriz mitocondrial

La palabra "matriz" proviene del hecho de que este espacio es viscoso, en comparación con el citoplasma relativamente acuoso.

[4]​ No se sabe cómo las mitocondrias mantienen el equilibrio osmótico a través de la membrana mitocondrial interna, aunque la membrana contiene acuaporinas que se cree que son conductos para el transporte regulado de agua.

En la matriz mitocondrial hay entre una y varias cadenas dobles de ADN, principalmente circulares.

El ciclo del ácido cítrico incluye acil-CoA, piruvato, acetil-CoA, citrato, isocitrato, α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, succinato, L- malato y oxaloacetato.

[2]​ El ciclo de la urea utiliza L-ornitina, carbamoil fosfato y L -citrulina.

La síntesis de proteínas utiliza ADN, ARN y ARNt mitocondriales.

[6]​ Metabolitos adicionales presentes en la matriz son CO2 , H2O, O2 , ATP, ADP, y Pi.

[2]​ El ciclo de la urea es facilitado por la carbamoil fosfato sintetasa I y la ornitina transcarbamilasa.

[1]​ La membrana sólo permite que entren en la matriz moléculas no polares, como el CO2 y el O2, y pequeñas moléculas polares no cargadas, como el H2O.

[10]​[11]​ Tras la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico se activa con la producción de acetil-CoA.

La beta oxidación de los ácidos grasos sirve como una vía catabólica alternativa que produce acetil-CoA, NADH y FADH2.

[2]​ El NADH y el FADH2 se producen en la matriz o se transportan a través de porinas y proteínas transportadoras para someterse a la oxidación mediante la fosforilación oxidativa.

Una diferencia de pH entre la matriz y el espacio intermembrana crea un gradiente electroquímico por el que la ATP sintasa puede pasar un protón a la matriz de forma favorable.

Estas reacciones son facilitadas por las transaminasas para producir aspartato y asparagina a partir de oxaloacetato.

Matriz mitocondrial en la imagen de una mitocondria
La síntesis de ATP vista desde la perspectiva de la matriz. Las condiciones producidas por las relaciones entre las vías catabólicas (ciclo del ácido cítrico y fosforilación oxidativa) y la composición estructural (bicapa lipídica y cadena de transporte de electrones) de la matriz facilitan la síntesis de ATP.