Kaj je mitohondrija ... Mitohondriji: opis, struktura in funkcija

Kaj je mitohondrija? Če vam odgovor na to vprašanje povzroča težave, potem je naš članek samo za vas. Upoštevamo strukturne značilnosti teh organelov v povezavi z opravljenimi funkcijami.

Kaj so organeli?

Najprej pa se spomnimo, kaj so organele. Tako imenovane trajne celične strukture. Mitohondriji, ribosomi, plastidi, lizosomi ... Vse to so organeli. Tako kot sama kletka ima vsaka takšna struktura splošen strukturni načrt. Organele sestavljajo površinska naprava in notranja vsebina - matrica. Vsak od njih se lahko primerja z organi živih bitij. Organele imajo tudi svoje značilnosti, ki določajo njihovo biološko vlogo.

Klasifikacija celičnih struktur

Organele so združene na podlagi strukture njihove površinske naprave. Obstajajo enostranske, dvo- in ne-membranske stalne celične strukture. Prva skupina vključuje lizosome, kompleks Golgi, endoplazmatski retikulum, peroksizomi in različne vrste vakuol. Jedro, mitohondriji in plastide so dve membrani. Ribosomi, celični center in organeli gibanja so popolnoma brez površinskih aparatov.

Teorija simbiogeneze

Kaj je mitohondrija? Za evolucijsko teorijo to niso le celične strukture. Glede na simbiotično teorijo so mitohondriji in kloroplasti posledica metamorfoze prokariotov. Mitohondrije so lahko posledica aerobnih bakterij in plastidov iz fotosinteze. Dokaz te teorije je dejstvo, da imajo te strukture lasten genetski aparat, ki ga predstavlja krožna molekula DNA, dvojna membrana in ribosom. Obstaja tudi predpostavka, da živalske eukariotske celice kasneje izvirajo iz mitohondrijev in rastlinskih kloroplastov.

Lokacija v celicah

Mitohondriji so del celic prevladujočega dela rastlin, živali in gliv. Odsotni so le pri anaerobnih enoceličnih evkariontih, ki živijo v okolju brez kisika.

Struktura in biološka vloga mitohondrije je bila dolgo časa skrivnost. Prvič so z mikroskopom videli Rudolfa Kellikerja leta 1850. V mišičnih celicah je znanstvenik odkril številna zrnca, ki so bila videti na svetlobi. Razumevanje vloge teh neverjetnih struktur je omogočil izum profesorja Britton Chans iz Univerze v Pennsylvaniji. Napravil je napravo, ki je dovoljevala videti skozi organele. Določili smo strukturo in dokazali vlogo mitohondrijev pri zagotavljanju energije celic in organizma kot celote.

Oblika in velikost mitohondrijev

Mitohondri so lahko v obliki palic, filamentov ali okroglih teles. Njihova dolžina je od 0,5 do 10 mikronov. Količina podatkov o organelih v celici je neposredno odvisna od intenzivnosti presnovnih procesov, ki se pojavljajo v njej. Na primer, pri enoceličnih parazitskih flagelatih - tripanosomih - edina velika mitohondrija, ki se nahaja v celici. Medtem ko je v amoeba lahko do petsto tisoč teh struktur.

Splošni načrt stavbe

Poglejmo, kaj so mitohondriji z vidika njihovih strukturnih značilnosti. To so organele z dvojno membrano. Poleg tega je zunanja gladka, notranja pa ima izraste. Mitohondrijski matriks predstavljajo različni encimi, ribosomi, monomeri organskih snovi, ioni in grozdovi obročastega Molekule DNA. Takšna sestava omogoča najpomembnejše kemijske reakcije: cikel trikarboksilne kisline, sečnino in oksidativno fosforilacijo.

Vrednost kinetoplasta

To strukturo opazimo samo pri parazitskih enoceličnih organizmih - tripanosomih ali lejšmanijah. Kinetoplast znotraj edinstvenega mitohondrija. Je dobro opredeljena skupina DNK. Ta struktura se skoraj vedno nahaja na dnu flageluma in ji učinkovito zagotavlja energijo, potrebno za gibanje v viskoznem mediju. Kinetoplast ima obliko mini in maxi obročev. Znanstveniki so pokazali, da če parazit izgubi svojo specifično DNA, ne more obstajati v telesu žuželke. Dejstvo je, da so informacije o enoti encima, ki je potrebna za izvedbo fosforilacijskega procesa, v svoji kinetoplasti kodirane. Vendar se taki organizmi lahko razvijejo v tkivih vretenčarjev, kjer prejmejo energijo med procesom glikolize.

Mitohondrijska membrana

Mitohondrijske membrane niso po strukturi enake. Zaprto zunaj je gladko. Nastane iz lipidnega dvosloja z fragmenti beljakovinskih molekul. Njegova skupna debelina je 7 nm. Ta struktura opravlja funkcije ločevanja od citoplazme, kakor tudi razmerje med organelom in okoljem. Slednje je mogoče zaradi prisotnosti porinskega proteina, ki tvori kanale. Molekule se gibljejo vzdolž njih skozi aktivni in pasivni transport.

Kemična osnova notranje membrane so beljakovine. V organoidu tvori številne gube - cristae. Te strukture močno povečajo aktivno površino organelov. Glavna značilnost strukture notranje membrane je popolna neprepustnost za protone. Ne oblikuje kanalov za prodiranje ionov od zunaj. Na nekaterih mestih zunanji in notranji stik. Tukaj je poseben receptorski protein. To je nekakšen dirigent. Z njim mitohondrijski proteini, ki so kodirani v jedru, prodrejo v organele. Med membranami je prostor do 20 nm. Vsebuje različne vrste beljakovin, ki so bistvene komponente dihalne verige.

Mitohondrijske funkcije

Struktura mitohondrija je neposredno povezana z opravljenimi funkcijami. Glavni je sinteza adenozin trifosfata (ATP). To je makromolekula, ki je glavni nosilec energije v celici. Sestoji iz adenina dušikove baze, riboznega monosaharida in treh ostankov fosforne kisline. Med zadnjimi elementi je glavna količina energije. Če se katera od njih zlomi kolikor je mogoče, lahko izstopa do 60 kJ. Na splošno prokariontska celica vsebuje 1 milijardo molekul ATP. Te strukture so stalno v delovanju: obstoj vsakega od njih v nespremenjeni obliki ne traja več kot eno minuto. Molekule ATP se nenehno sintetizirajo in razcepljujejo, kar telesu zagotavlja energijo v trenutku, ko je to potrebno.

Zato se mitohondrije imenujejo "energetske postaje". V njih pride do oksidacije organskih snovi pod vplivom encimov. Energijo, ki jo proizvajajo, shranjujejo in shranjujejo kot ATP. Na primer, pri oksidaciji 1 g ogljikovih hidratov se tvori 36 makromolekul te snovi.

Struktura mitohondrijev jim omogoča opravljanje druge funkcije. Zaradi svoje pol-avtonomije so dodatni nosilec dednih informacij. Znanstveniki so ugotovili, da DNK organelov ne more samostojno delovati. Dejstvo je, da ne vsebujejo vseh beljakovin, potrebnih za njihovo delo, zato jih sposodijo iz dednega materiala jedrskega aparata.

Torej smo v našem članku pogledali, kaj so mitohondriji. To so celične strukture z dvema membranama, v matrici katerih potekajo številni kompleksni kemijski procesi. Rezultat mitohondrije je sinteza ATP - spojine, ki telesu zagotavlja potrebno količino energije.