Mitokondrier, respiration og genetiske mutationer

Det er nødvendigt at udføre forsøget i en isotonisk saltopløsning for at bevare mitokondriernes fysiske udseende og indre salinitet. En isotonisk saltopløsning er normalt vand med en saltkoncentration på 0,9 % NaCl, idet saltopløsningens osmotiske tryk da svarer til trykket i cellernes cytoplasma. Når det osmotiske tryk mellem mitokondrier og opløsning svarer til det mellem cytoplasma og mitokondrier vil mitokondriernes form være ideelt. Princippet i bevarelsen af formen vha. bevarelse af saltkoncentrationen kan illustreres med en ballon: En ballon pustes op ved 1 atm. Ballonen placeres nu i en fryser (-18 ºC), nedkølingen af luftmolekylerne svarer til et fald i deres kinetiske energi, hvorved trykket i ballonen falder, dette kan anses som en relativ trykstigning udenfor ballonen, og ballonens volume mindskes. Den relative trykændring mellem ballon og atmosfære kan modsvares en ændring i det osmotiske tryk over mitokondriets membran. Hvis ballonen igen placeres i stuetemperatur vil den antage sin oprindelige form, mens den ved opvarmning kan risikere at udvides så meget at den springes. Osmose vil også medføre at idet vand føres ud eller ind af mitokondriet, vil saltkoncentrationen ændres. Dette kan resultere i at proteiner i mitokondriet denatureres, idet deres tertiære struktur ødelægges.

Temperatur og pH skal under forsøget holdes konstante idet begge er faktorer som har indflydelse på aktiviteten af de enzymer der virker i mitokondriet. Ved varierende temperatur og/eller pH ville dette sandsynligt have indvirkning på de målte værdier for O2 og ATP. Temperaturen har indvirkning påenzym aktiviteten ved at en højere temperatur giver en større kinetisk energi hos molekylerne i mitokondriet. Enzym og substrat indvirker derfor oftere med hinanden. Fra en temperatur på ca. 30 ºC begynder enzymerne så småt at denatureres og deres enzymatiske aktivitet mindskes over tid. Ved højere temperaturer mindskes aktiviteten hurtigere. En temperatur forårsaget denaturering er irreversibel. PH indvirker ligeledes på enzymaktiviteten ved at være årsag til ændringer i den tertiære struktur. Men modsat denaturering forårsaget ved høj temperatur, er denaturering forårsaget ved pH-ændringer reversible, dvs. at enzymets struktur kan vende tilbage til den virksomme. PH kan yderligere hvis denne befinder sig i enzymets isoelektriske punkt, resultere i at enzymet udadtil er neutralt ladet, og deraf mister sin evne til at kunne opløses i vand. Enzymerne vil deraf klumpe sammen.