Co to jest mitochondria ... Mitochondria: opis, struktura i funkcja

19.03.2020

Czym jest mitochondria? Jeśli odpowiedź na to pytanie powoduje trudności, nasz artykuł jest właśnie dla Ciebie. Uwzględniamy cechy strukturalne tych organelli w połączeniu z wykonywanymi funkcjami.

Czym są organelle?

Ale najpierw przypomnijmy sobie, czym są organelle. Tak zwane trwałe struktury komórkowe. Mitochondria, rybosomy, plastydy, lizosomy ... Wszystko to są organelle. Podobnie jak sama klatka, każda taka struktura ma ogólny plan struktury. Organelle składają się z powierzchniowego aparatu i wewnętrznej zawartości - matrycy. Każdy z nich można porównać do organów żywych istot. Organelle mają również swoje własne cechy, które określają ich biologiczną rolę.

czym jest mitochondria

Klasyfikacja struktur komórkowych

Organelle są zgrupowane w oparciu o strukturę ich aparatu powierzchni. Istnieją jedno-, dwu- i niepłaskowe stałe struktury komórkowe. Pierwsza grupa obejmuje lizosomy, kompleks Golgiego, retikulum endoplazmatyczne, peroksysomy i różne rodzaje wakuoli. Jądro, mitochondria i plastydy są dwupłonowe. A rybosomy, centrum komórek i organelle ruchu są całkowicie pozbawione powierzchownego aparatu.

struktura mitochondriów

Teoria symbiogenezy

Czym jest mitochondria? Dla teorii ewolucji nie są to tylko struktury komórkowe. Zgodnie z teorią symbiotyczną, mitochondria i chloroplasty są wynikiem metamorfozy prokariotów. Jest możliwe, że mitochondria pochodzą od bakterii tlenowych, a plastydy z fotosyntezy. Dowodem tej teorii jest fakt, że struktury te mają swój własny aparat genetyczny, reprezentowany przez okrągłą cząsteczkę DNA, podwójną membranę i rybosom. Istnieje również przypuszczenie, że zwierzęce komórki eukariotyczne pochodziły później z mitochondriów i zakładały chloroplasty.

mitochondria rybosomów

Lokalizacja w komórkach

Mitochondria są częścią komórek dominującej części roślin, zwierząt i grzybów. Są nieobecne tylko w beztlenowych jednokomórkowych eukariotach żyjących w środowisku beztlenowym.

Struktura i biologiczna rola mitochondriów pozostały tajemnicą przez długi czas. Po raz pierwszy z mikroskopem mogli zobaczyć Rudolfa Kellikera w 1850 roku. W komórkach mięśniowych naukowiec odkrył liczne granulki, które wyglądały jak w świetle. Zrozumienie roli tych niesamowitych struktur stało się możliwe dzięki wynalezieniu profesor University of Pennsylvania Britton Chans. Zaprojektował urządzenie, które pozwoliło przejrzeć organelle. W ten sposób określono strukturę i dowiedziono roli mitochondriów w dostarczaniu energii komórkom i całemu organizmowi.

Kształt i rozmiar mitochondriów

Mitochondria mogą mieć postać pałeczek, filamentów lub okrągłych ciał. Ich długość sięga od 0,5 do 10 mikronów. Ilość danych organelli w komórce zależy bezpośrednio od intensywności zachodzących w niej procesów metabolicznych. Na przykład w jednokomórkowych wiciowcach pasożytniczych - trypanosomach - jedyne duże mitochondria znajdują się w komórce. Podczas gdy w amebie może być nawet pięćset tysięcy tych struktur.

jądro mitochondrialne

Ogólny plan budynku

Zastanówmy się, jakie mitochondria są z punktu widzenia ich cech strukturalnych. Są to organelle z podwójną membraną. Co więcej, zewnętrzna jest gładka, a wewnętrzna ma wyrostki. Macierz mitochondrialna jest reprezentowana przez różne enzymy, rybosomy, monomery substancji organicznych, jony i skupiska pierścieni Cząsteczki DNA. Taka kompozycja umożliwia przeprowadzenie najważniejszych reakcji chemicznych: cykl kwasu trójkarboksylowego, mocznik, fosforylację oksydacyjną.

Wartość Kinetoplast

Ta struktura jest obserwowana tylko w pasożytniczych organizmach jednokomórkowych - trypanosomach lub leiszmanii. Kinetoplast wewnątrz jedynych gigantycznych mitochondriów. Jest to dobrze zdefiniowana grupa DNA. Ta struktura prawie zawsze znajduje się u podstawy wici, skutecznie dostarczając jej energię niezbędną do ruchu w lepkim ośrodku. Kinetoplast ma postać pierścieni mini i maxi. Naukowcy wykazali, że jeśli pasożyt traci swoje specyficzne DNA, to nie może istnieć w ciele owada. Faktem jest, że w jego kinetoplastu informacja o jednostce enzymu jest kodowana, co jest niezbędne do wdrożenia procesu fosforylacji. Jednakże takie organizmy są zdolne do rozwoju w tkankach kręgowców, gdzie otrzymują energię podczas procesu glikolizy.

mitochondria i chloroplasty

Błona mitochondrialna

Błony mitochondrialne nie mają identycznej struktury. Zamknięte na zewnątrz jest gładkie. Tworzy go dwuwarstwowy lipid z fragmentami cząsteczek białka. Jego całkowita grubość wynosi 7 nm. Struktura ta pełni funkcje separacji od cytoplazmy, a także relacji organelli ze środowiskiem. To ostatnie jest możliwe dzięki obecności białka porinowego, które tworzy kanały. Cząsteczki poruszają się wzdłuż nich poprzez aktywny i pasywny transport.

Podstawą chemiczną błony wewnętrznej są białka. Tworzy liczne fałdy w organoidzie - cristae. Struktury te znacznie zwiększają aktywną powierzchnię organelli. Główną cechą struktury wewnętrznej membrany jest całkowita nieprzepuszczalność protonów. Nie tworzy kanałów do penetracji jonów z zewnątrz. W niektórych miejscach kontakt zewnętrzny i wewnętrzny. Oto specjalne białko receptora. To jest rodzaj dyrygenta. Dzięki temu białka mitochondrialne zakodowane w jądrze przenikają do organelli. Pomiędzy membranami znajduje się przestrzeń o grubości do 20 nm. Zawiera różne rodzaje białek, które są niezbędnymi składnikami łańcucha oddechowego.

błona mitochondrialna

Funkcje mitochondrialne

Struktura mitochondriów jest bezpośrednio powiązana z wykonywanymi funkcjami. Głównym jest synteza trifosforanu adenozyny (ATP). Jest to makrocząsteczka, która jest głównym nośnikiem energii w komórce. Składa się z azotowej zasady, adeniny, monosacharydu rybozy i trzech reszt kwasu fosforowego. Między ostatnimi pierwiastkami znajduje się główna ilość energii. Jeśli któryś z nich pęknie tak bardzo, jak to możliwe, może się wyróżniać do 60 kJ. Ogólnie rzecz biorąc, komórka prokariotyczna zawiera 1 miliard cząsteczek ATP. Struktury te działają nieprzerwanie: istnienie każdego z nich w niezmienionej formie nie trwa dłużej niż minutę. Cząsteczki ATP są ciągle syntetyzowane i dzielone, dostarczając organizmowi energii w momencie, gdy jest ona potrzebna.

Z tego powodu mitochondria są nazywane "stacjami energetycznymi". To właśnie w nich utlenianie substancji organicznych zachodzi pod działaniem enzymów. Energia, która jest produkowana, przechowywana i przechowywana jako ATP. Na przykład podczas utleniania 1 g węglowodanów powstaje 36 makrocząsteczek tej substancji.

Struktura mitochondriów pozwala im wykonywać inną funkcję. Ze względu na pół-autonomię, są one dodatkowym nośnikiem informacji dziedzicznych. Naukowcy odkryli, że DNA samych organelli nie może funkcjonować niezależnie. Faktem jest, że nie zawierają one wszystkich białek niezbędnych do ich pracy, dlatego pożyczają je od materiału dziedzicznego aparatu jądrowego.

W naszym artykule przyjrzeliśmy się tym, czym są mitochondria. Są to dwukomorowe struktury komórkowe, w których matrycy zachodzi szereg złożonych procesów chemicznych. Wynikiem mitochondriów jest synteza ATP - związku, który dostarcza organizmowi niezbędnej ilości energii.