Mis on mitokondrid? Nende ülesehitus ja funktsioonid

Mitokondrid on ükskõik millise raku kõige olulisemad komponendid. Neid kutsutakse ka kondioosoomidena. Need on granuleeritud või filamentaalsed organellid, mis on osa taimede ja loomade tsütoplasmas. Nad on ATP-i molekulide tootjad, mis on rakkude paljude protsesside jaoks nii vajalikud.

Mis on mitokondrid?

Mitokondria on rakkude energiabaas, nende toime põhineb orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil ja ATP-i molekulide lagundamisel vabaneva energia kasutamisel. Lihtsa keelega bioloogid nimetavad seda rakkude energiatootmisjaama. 1850. aastal avastati mitokondrid graanulite kujul lihastes. Nende arv varieerus sõltuvalt kasvutingimustest: nad kogunevad rohkem neis rakkudes, kus on suur hapniku puudujääk. See toimub enamasti füüsilise tegevusega. Sellistes kudedes on ägeda energia puudus, mida täiendada mitokondrid.

Termini ja koha kujunemine sümbiogeensuse teoorias

1897. aastal tutvustas Bend kõigepealt mõistet "mitokondrid", et tähistada rakkude tsütoplasmas granuleeritud ja filamentse struktuuri . Kuju ja suurusjärgu järgi on need erinevad: paksus on 0,6 μm, pikkus on 1-11 μm. Harvadel juhtudel võivad mitokondrid olla suurte ja hargnevate ristmikega.

Sümboogeensuse teoorias antakse selge mõte, millised mitokondrid on ja kuidas need rakud ilmuvad. Selles öeldakse, et kondioosoom pärineb bakterite hävitamise protsessist bakterite, prokarüootide poolt. Kuna nad ei suutnud energiat genereerides hapnikku autonoomselt kasutada, takistas see nende täielikku arengut ja eellasrakud võiksid takistamatult areneda. Kogu evolutsiooni käigus on nendevaheline ühendus võimaldanud eellastel oma geenid nüüd eukarüootidele üle kanda. Tänu sellele arengule ei ole mitokondrid enam iseseisvad organismid. Nende geenibaasi ei saa täielikult realiseerida, kuna see on osaliselt blokeeritud ensüümidega, mis eksisteerivad igas rakus.

Kus nad elavad?

Mitokondrid on kontsentreerunud tsütoplasma piirkondadesse, kus on vajadus ATP järele. Näiteks südame lihaskoes asuvad nad müofibrillide läheduses ja spermatosoidid moodustavad kimbu telje ümber kaitsva maskeerimise. Seal nad toodavad palju energiat, et "saba" saaksid pöörata. See on, kuidas sperma liigub muna.

Rakkudes moodustuvad uued mitokondrid eelmiste organellide lihtsa jagunemise kaudu. Sel ajal salvestatakse kogu pärilik informatsioon.

Mitokondria: kuidas nad välja näevad

Mitokondrite kuju sarnaneb silindriga. Need on sageli eukarüootides, mis moodustavad 10 ... 21% rakkude kogusest. Nende suurused ja kujundid erinevad paljudel juhtudel ja võivad sõltuvalt tingimustest varieeruda, kuid laius on konstantne: 0,5-1 μm. Kondriosoomide liikumine sõltub sellest, kus rakud kulutavad kiiret energia raiskamist. Tsütoskeleti struktuuri liigutamiseks liigutati mööda tsütoplasma. Mitokondrite asendamine, mis on erineva suurusega, töötavad üksteisest eraldi ja varustavad mõnda tsütoplasma piirkonda, on pikad ja hargnenud mitokondrid. Nad on võimelised andma energiat kaugeleulatuvatele rakkudele. Kondriosoomide sarnast ühistegevust ei täheldata mitte ainult ühetsnedaalsete organismide, vaid ka paljukellaarsete organismide puhul. Kõige keerulisem kondrooomi struktuur leiab aset imetaja skeleti lihastes, kus suurimad hargnenud kondroosoomid seostuvad teineteisega, kasutades intermütokondriitseid (MMC).

Neil on külgnevate mitokondrite membraanide vahelised kitsad erinevused. See ruum on kõrge elektronide tihedusega. MMK-d esinevad sagedamini südamelihase rakkudes , kus nad seonduvad koos töötavate kondioosoomidega.

Selle probleemi paremaks mõistmiseks peame lühidalt kirjeldama mitokondrite olulisust, nende hämmastavate orelellide struktuuri ja funktsioone.

Kuidas nad korraldatakse?

Et mõista, mis mitokondrid on, peate teadma nende struktuuri. See ebatavaline energiaallikas on kuju kuju, kuid see on sagedamini välja tõmmatud. Kaks membraani asuvad üksteise lähedal:

• Väline (sile);
• Sisemine, mis moodustab lehtede (kristlaste) ja torukujuliste (tubula) vormide kasvu.

Kui te ei võta arvesse mitokondrite suurust ja kuju, on nende struktuur ja funktsioonid ühesugused. Kondriosoom on piiratud kahe membraaniga, 6 nm suurusega. Mitokondrite välismembraan sarnaneb konteineriga, mis kaitseb neid hüaloplaasist. Välimine sisemine membraan eraldab lõigu 11-19 nm laiuses. Sisemembraani eristav omadus on see, et see suudab mikotondridesse välja ulatuda, võttes vormitud lamedad harjad.
Mitokondrite sisemine õõnsus täidetakse maatriksiga, millel on peeneteraline struktuur, kus mõnikord tuvastatakse filament ja graanulid (15-20 nm). Maatrikskiud moodustavad organellide DNA-molekulid ja väikeste suurustega graanulid on mitokondrite ribosoomid.

ATP süntees esimeses faasis esineb hüaloplasmil. Selles etapis esineb substraatide või glükoosi esialgne oksüdeerumine püroviinhappeks. Need protseduurid lähevad ilma hapnikuta - anaeroobse oksüdatsiooni. Energia moodustamise järgmine etapp on aeroobne ATP oksüdatsioon ja lagunemine, see protsess toimub rakkude mitokondrites.

Mida teevad mitokondrid?

Selle organelli peamised ülesanded on:

• Rakkude energiatootmine;

• Päriliku teabe säilitamine oma DNA kujul.

Deoksüribonukleiinhappe mitokondrite olemasolu kinnitab taas nende organellide kujunemise sümbiootilist teooriat. Peale peamise töö on nad kaasatud ka hormoonide ja aminohapete sünteesiks.

Mitokondriaalne patoloogia

Mitokondrite genoomis esinevad mutatsioonid põhjustavad masendavaid tagajärgi. Inimese geneetilise teabe kandja on DNA, mis edastatakse vanemate järeltulijatest ja mitokondriaalne genoom edastatakse ainult emalt. Seda asjaolu selgitatakse väga lihtsalt: tsütoplasma koos sellega ümbritsetud kondrioosoomidega antakse lastele koos emasepiimaga, neid spermatosoididena ei esine. Naised, kellel see kõrvalekalle võib edasi anda mitokondrite haigusi järglastele, haige mees ei ole.

Tavalistes tingimustes on kondroosoomidel sama DNA koopia - homoplasmy. Mitokondriaalse genoomi korral võivad tekkida mutatsioonid, mis tulenevad tervislike ja muteerunud rakkude kooseksisteerimisest, ilmub heteroplasm.

Tänu tänapäevasele meditsiinile on tuvastatud üle 200 haiguse, mille põhjuseks oli mitokondriaalse DNA muteerumine. Mitte kõik juhud, kuid teraapiline hooldus ja ravi mitokondriaalsete haiguste halb hästi.

Nii me arvasime, millised on mitokondrid. Nagu kõik teised organellid, on need raku jaoks väga olulised. Nad osalevad kaudselt kõigis protsessides, mille jaoks on vajalik energia.