Электронный микроскоп раскрыл внутреннюю структуру митохондрий, которая оказалась весьма сложной. Форма митохондрий в разных тканях клеток различна, но план строения одинаков. Снаружи митохондрии окружены двухслойной оболочкой.

От внутренней мембраны в полость митохондрии вдаются гребни, или кристы.

Свободное внутреннее пространство заполнено матриксом. Митохондрии состоят в основном из белков и липидов.

Кроме того, они содержат небольшое количество нуклеиновых кислот и ряд витаминов. Главная особенность митохондрий — содержание большого количества ферментов, участвующих в дыхании.

В последнее время ученые открыли еще одну очень важную функцию митохондрий. Оказалось, что митохондрии обладают также и самостоятельной генетической системой.

Это открытие имеет принципиально важное значение для решения ряда вопросов клинической генетики. Клиницистам известны многочисленные примеры наследственных болезней дефекта обмена веществ, вызванные первичными изменениями митохондрий.

Кроме митохондрий в цитоплазме находятся лизосомы. Бельгийский ученый де Дюв, с именем которого и связано их открытие (1955), в одной из первых своих работ назвал эти клеточные структуры мешками самоубийц, чем подчеркнул их способность переваривать клетку, однако лизосомы могут выполнять и другие функции.

Следует подчеркнуть, что новое направление, возникшее в науке в связи с исследованием лизосом, является развитием представлений гениального русского микробиолога И. И. Мечникова о внутриклеточном пищеварении. Лизосомы, впервые обнаруженные в клетках печени, встречаются во всех животных клетках, особенно они многочисленны и крупны в лейкоцитах, основная функция которых — переваривание.

Лизосомы образуют систему, направленную на разрушение (переваривание) внутриклеточных структур.

Согласно представлениям де Дюва, лизосома наполнена активными переваривающими веществами. До тех пор, пока целостность лизосомной мембраны не нарушена, переваривание субстратов сосредоточено внутри органеллы.