Što je mitohondrija ... Mitohondriji: opis, struktura i funkcija

Što je mitohondrija? Ako vam odgovor na ovo pitanje uzrokuje poteškoće, onda je naš članak samo za vas. Razmatramo strukturna obilježja ovih organela zajedno s izvršenim funkcijama.

Što su organele?

Ali najprije se sjetimo što su organele. Takozvane trajne stanične strukture. Mitohondriji, ribosomi, plastidi, lizosomi ... Sve su to organele. Kao i sam kavez, svaka takva struktura ima opći strukturalni plan. Organele se sastoje od površinskog aparata i unutarnjeg sadržaja - matrice. Svaki od njih može se usporediti s organima živih bića. Organele također imaju svoje osobine koje određuju njihovu biološku ulogu.

Klasifikacija staničnih struktura

Organele se grupiraju na temelju strukture njihovih površinskih aparata. Postoje jedno-, dvo- i ne-membranske stalne stanične strukture. Prva skupina uključuje lizosome, kompleks Golgi, endoplazmatski retikulum, peroksizomi i razne vrste vakuola. Jezgra, mitohondriji i plastidi su dvije membrane. A ribosomi, središte stanica i organele gibanja potpuno su lišeni površinskog aparata.

Teorija simbiogeneze

Što je mitohondrija? Za evolucijsku teoriju to nisu samo stanične strukture. Prema simbiotičkoj teoriji, mitohondriji i kloroplasti rezultat su metamorfoze prokariota. Moguće je da mitohondrije potječu od aerobnih bakterija, a plastida od fotosinteze. Dokaz te teorije je činjenica da te strukture imaju vlastiti genetski aparat, predstavljen kružnom molekulom DNA, dvostrukom membranom i ribozomom. Postoji i pretpostavka da eukariotske stanice životinja potječu iz mitohondrija i biljnih kloroplasta.

Mjesto u stanicama

Mitohondriji su dio stanica dominantnog dijela biljaka, životinja i gljiva. Nema ih samo u anaerobnim jednostaničnim eukariotima koji žive u okolini bez kisika.

Struktura i biološka uloga mitohondrija dugo je ostajala misterija. Prvi put su mikroskopom mogli vidjeti Rudolfa Kellikera 1850. godine. U mišićnim stanicama, znanstvenik je otkrio brojne granule koje su izgledale dolje na svjetlu. Razumijevanje uloge tih zadivljujućih struktura omogućeno je izumom profesora Brittona Chansa sa Sveučilišta Pennsylvania. Osmislio je uređaj koji je dopuštao vidjeti kroz organele. Tako je utvrđena struktura i dokazana je uloga mitohondrija u osiguravanju energije stanicama i organizmu u cjelini.

Oblik i veličina mitohondrija

Mitohondri mogu biti u obliku štapića, niti ili okruglih tijela. Njihova duljina dostiže od 0,5 do 10 mikrona. Količina podataka organela u stanici izravno ovisi o intenzitetu metaboličkih procesa koji se u njemu pojavljuju. Na primjer, u jednoćelijskim parazitskim flagelatima - tripanosomima - jedina velika mitohondrija nalazi se u ćeliji. Dok u amebi može biti i do petsto tisuća tih struktura.

Opći plan zgrade

Razmotrimo koje su mitohondrije sa stajališta njihovih strukturnih značajki. To su organele s dvostrukom membranom. Štoviše, vanjska je glatka, a unutarnja ima izdanke. Mitohondrijska matrica je predstavljena raznim enzimima, ribozomima, monomerima organskih tvari, iona i nakupina prstenastih DNA molekule. Takav sastav omogućuje najznačajnije kemijske reakcije: ciklus trikarboksilne kiseline, ureu, oksidacijsku fosforilaciju.

Kinetoplastna vrijednost

Ta se struktura promatra samo kod parazitskih jednostaničnih organizama - tripanosoma ili lišmanije. Kinetoplast unutar jedinog velikog mitohondrija. To je dobro definirana skupina DNK. Ova struktura je gotovo uvijek smještena u podnožju flageluma, učinkovito je osiguravajući energiju potrebnu za kretanje u viskoznom mediju. Kinetoplast ima oblik mini i maxi prstenova. Znanstvenici su pokazali da ako parazit izgubi svoju specifičnu DNA, ne može postojati u tijelu insekta. Činjenica je da su u kinetoplastu kodirane informacije o jedinici enzima, što je nužno za provedbu procesa fosforilacije. Međutim, takvi organizmi mogu se razviti u tkivima kralježnjaka, gdje primaju energiju tijekom procesa glikolize.

Mitohondrijska membrana

Mitohondrijske membrane nisu identične u strukturi. Zatvoreno na otvorenom je glatko. Nastaje lipidnim dvoslojem s fragmentima proteinskih molekula. Njegova ukupna debljina je 7 nm. Ova struktura obavlja funkcije odvajanja od citoplazme, kao i odnos organela s okolinom. Potonje je moguće zbog prisutnosti porinskog proteina koji formira kanale. Molekule se kreću duž njih kroz aktivan i pasivan transport.

Kemijska osnova unutarnje membrane jesu proteini. Tvori brojne nabore unutar organoida - cristae. Ove strukture uvelike povećavaju aktivnu površinu organela. Glavna značajka strukture unutarnje membrane je potpuna nepropusnost protona. Ne stvara kanale za prodiranje iona izvana. Na nekim mjestima, vanjski i unutarnji kontakt. Ovdje je poseban receptorski protein. Ovo je neka vrsta dirigenta. Uz to, mitohondrijski proteini koji su kodirani u jezgri prodiru u organele. Između membrana nalazi se prostor do 20 nm debljine. Sadrži različite vrste proteina koji su bitne komponente dišnog lanca.

Mitohondrijske funkcije

Struktura mitohondrija izravno je povezana s izvršenim funkcijama. Glavni je sinteza adenozin trifosfata (ATP). To je makromolekula koja je glavni nositelj energije u ćeliji. Sastoji se od adenina dušične baze, ribozinog monosaharida i tri ostatka fosforne kiseline. Između posljednjih elemenata nalazi se glavna količina energije. Ako se jedan od njih slomi što je više moguće, može se izdvojiti do 60 kJ. Općenito, prokariotska stanica sadrži 1 milijardu molekula ATP-a. Ove strukture su stalno u pogonu: postojanje svakog od njih u nepromijenjenom obliku ne traje duže od jedne minute. ATP molekule se stalno sintetiziraju i razdvajaju, osiguravajući energiju tijelu u trenutku kada je to potrebno.

Zbog toga se mitohondri nazivaju "energetskim postajama". U njima dolazi do oksidacije organskih tvari pod djelovanjem enzima. Energija koja se proizvodi, pohranjuje i pohranjuje kao ATP. Primjerice, tijekom oksidacije 1 g ugljikohidrata nastaje 36 makromolekula ove tvari.

Struktura mitohondrija omogućuje im da obavljaju drugu funkciju. Zbog njihove polu-autonomije, oni su dodatni nositelj nasljednih informacija. Znanstvenici su otkrili da DNK organela ne može samostalno funkcionirati. Činjenica je da oni ne sadrže sve proteine ​​potrebne za njihov rad, stoga ih posuđuju od nasljednog materijala nuklearnog aparata.

Dakle, u našem članku smo pogledali što su mitohondriji. To su dvo-membranske stanične strukture, u matrici od kojih se odvija niz složenih kemijskih procesa. Rezultat mitohondrija je sinteza ATP - spoja koji tijelu daje potrebnu količinu energije.